JP2012226313A - Resist composition - Google Patents

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JP2012226313A JP2012059912A JP2012059912A JP2012226313A JP 2012226313 A JP2012226313 A JP 2012226313A JP 2012059912 A JP2012059912 A JP 2012059912A JP 2012059912 A JP2012059912 A JP 2012059912A JP 2012226313 A JP2012226313 A JP 2012226313A
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Koji Ichikawa
幸司 市川
Norifumi Yamaguchi
訓史 山口
Yuichi Mukai
優一 向井
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition from which a resist pattern having excellent CD (critical dimension) uniformity (CDU) can be produced.SOLUTION: The resist composition includes the following (A), (B) and (X): (A) a resin which is insoluble or hardly soluble with an alkali aqueous solution and can be dissolved in an alkali aqueous solution by the action of an acid; (B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt; and (X) a salt expressed by formula (I). In formula (I), Land Leach independently represent an alkane diyl group or the like; Rand Reach independently represent an alkyl group; Rrepresents SOor the like; and W represents a group having a steroid structure.

Description

本発明は、レジスト組成物などに関する。   The present invention relates to a resist composition and the like.

レジスト組成物によるレジストパターンの製造は、該レジスト組成物を基板に塗布した塗布膜に遠紫外光を照射し、かかる塗布膜のうち、遠紫外光が照射された部分(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、露光部と未露光部(塗布膜中の遠紫外光が照射されていない部分)との現像液に対する溶解性を変化させることによって行われる。   In the production of a resist pattern using a resist composition, a coating film obtained by coating the resist composition on a substrate is irradiated with far-ultraviolet light, and an acid is applied to a portion (exposed portion) irradiated with far-ultraviolet light in the coating film. This is carried out by changing the solubility of the exposed portion and the unexposed portion (the portion of the coating film not irradiated with far ultraviolet light) in the developer by the reaction using this acid as a catalyst.

かかるレジスト組成物には、遠紫外光照射によるエネルギーを受けて、酸を発生する化合物(酸発生剤)と、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂とが含有されている。露光部での酸の失活などを防止するため、当該レジスト組成物に、当技術分野でクエンチャーと呼ばれる塩基性化合物をさらに含有することもある。このような塩基性化合物を含有するレジスト組成物として、ジイソプロピルアニリンを含有するレジスト組成物が、特許文献1に記載されている。   Such a resist composition includes a compound that generates energy upon irradiation with far ultraviolet light (acid generator), and a resin that is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and can be dissolved in an aqueous alkali solution by the action of an acid. And are contained. In order to prevent acid deactivation in the exposed area, the resist composition may further contain a basic compound called a quencher in the art. Patent Document 1 describes a resist composition containing diisopropylaniline as a resist composition containing such a basic compound.

特開2007−161707号公報JP 2007-161707 A

半導体加工の設計寸法がますます微細化するに従い、一層優れたCD均一性(CDU)を有するレジストパターンを製造し得るレジスト組成物が求められている。従来から知られる上記のレジスト組成物では、得られるパターンのCD均一性(CDU)が必ずしも十分に満足できない場合があった。   There is a need for resist compositions that can produce resist patterns with even better CD uniformity (CDU) as the design dimensions of semiconductor processing become increasingly finer. In the above-described resist compositions known hitherto, the CD uniformity (CDU) of the obtained pattern may not always be sufficiently satisfied.

前記の事情に鑑み、本発明者は鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕以下の(A)、(B)及び(X)を含有するレジスト組成物。
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂、
(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤、
(X)式(I)で表される塩

Figure 2012226313
[式(I)中、
及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
及びRは、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、SO 、CO 又はOを表す。
Wは、式(W−I)
Figure 2012226313
(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。)
で表される基である。]
〔2〕前記式(I)のLが、以下の式(I−1)で表される基である、前記〔1〕記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
(式(I−1)中、
及びRは、ヒドロキシ基を有していてもよいアルカンジイル基を表し、R及びRの合計炭素数は、2〜10の範囲である。
2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。)
〔3〕前記式(I)のLが、
*−CH(CH)−CH−CH−CO−NH−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。oは1〜6の整数を表す。)
である、前記〔1〕記載のレジスト組成物。
〔4〕前記式(I)のLが、
*−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、lは1〜12の整数を表す。この基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、当該メチレン基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わってもよい。)
である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔5〕前記(B)が、以下の式(B1)で表される塩からなる酸発生剤である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、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す。
b1は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンを表す。]
〔6〕前記式(B1)のLb1が、以下の式(b1−1)で表される基である、前記〔5〕記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
[式(b1−1)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
2つの*は結合手を表し、左側の*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子との結合手、右側の*は、Yとの結合手である。]
〔7〕前記式(B1)のYが、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基である、前記〔5〕又は〔6〕記載のレジスト組成物。
〔8〕(1)前記〔1〕〜〔7〕のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する
工程;
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程;
(3)組成物層を露光する工程;
(4)露光後の組成物層を加熱する工程;及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。
〔9〕式(I)で表される塩のレジスト組成物用添加剤としての使用。
Figure 2012226313
[式(I)中、
及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
及びRは、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、SO 、CO 又はOを表す。
Wは、式(W−I)
Figure 2012226313

(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。)
で表される基である。] In view of the above circumstances, the present inventors have intensively studied, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention includes the following inventions.
[1] A resist composition containing the following (A), (B) and (X).
(A) a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
(B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt,
(X) a salt represented by the formula (I)
Figure 2012226313
[In the formula (I),
L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group of 1 to 6) or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 4 represents SO 3 , CO 2 or O .
W is the formula (W-I)
Figure 2012226313
(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )
It is group represented by these. ]
[2] The resist composition according to [1], wherein L 1 in the formula (I) is a group represented by the following formula (I-1).
Figure 2012226313
(In the formula (I-1),
R 6 and R 7 represent an alkanediyl group which may have a hydroxy group, and the total carbon number of R 6 and R 7 is in the range of 2 to 10.
Two * 's represent a bond, the left * is a bond with W, and the * on the right is a bond with a nitrogen atom. )
[3] L 1 in the formula (I) is
* —CH (CH 3 ) —CH 2 —CH 2 —CO—NH— (CH 2 ) o — *
(Two * 's represent a bond, the left * represents a bond with W, and the right * represents a bond with a nitrogen atom. O represents an integer of 1 to 6.)
The resist composition as described in [1] above.
[4] L 2 in the formula (I) is
*-(CH 2 ) l- *
(Two * 's represent a bond, and l represents an integer of 1 to 12. The methylene group constituting this group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the methylene group is , May be replaced by a fluorine atom or a hydroxy group.)
The resist composition according to any one of [1] to [3].
[5] The resist composition according to any one of [1] to [4], wherein (B) is an acid generator composed of a salt represented by the following formula (B1).
Figure 2012226313
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. .
Y represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfonyl group Alternatively, it may be replaced with a carbonyl group.
Z + represents an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation. ]
[6] The resist composition according to [5], wherein L b1 in the formula (B1) is a group represented by the following formula (b1-1).
Figure 2012226313
[In the formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
Two * 's represent a bond, the left * is a bond with a carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ), and the right * is a bond with Y. ]
[7] The resist composition according to [5] or [6], wherein Y in the formula (B1) is an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent.
[8] (1) The resist composition according to any one of [1] to [7] is applied on a substrate.
Process;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer;
(4) A step of heating the composition layer after exposure; and (5) A method for producing a resist pattern, comprising a step of developing the composition layer after heating.
[9] Use of a salt represented by the formula (I) as an additive for a resist composition.
Figure 2012226313
[In the formula (I),
L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group of 1 to 6) or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 4 represents SO 3 , CO 2 or O .
W is the formula (W-I)
Figure 2012226313

(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )
It is group represented by these. ]

本発明のレジスト組成物を用いれば、優れたCD均一性(CDU)のレジストパターンを製造することができる。   If the resist composition of the present invention is used, a resist pattern having excellent CD uniformity (CDU) can be produced.

本発明のレジスト組成物(以下、場合により「本レジスト組成物」という。)は、
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂(以下、場合により「樹脂(A)」という。);
(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤(以下、場合により「酸発生剤(B)」という。);
(X)前記式(I)で表される塩(以下、場合により「塩(X)」という。)
の各々を含有することを特徴とする。また、本レジスト組成物は、前記クエンチャーとして機能する、公知の塩基性化合物(以下、場合により「塩基性化合物(C)」という。)を含有することもある。また、本レジスト組成物は、(D)溶剤(以下、場合により「溶剤(D)」という。)を含有していることが好ましい。
以下、塩(X)に関して、好適なものを中心に説明する。さらに、樹脂(A)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及び溶剤(D)などについても好適なものを説明し、これらを含有する本レジスト組成物の調製方法、及び本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関して説明する。
The resist composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present resist composition”)
(A) A resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”);
(B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B)”);
(X) A salt represented by the above formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “salt (X)”).
Each of these is characterized by containing. The resist composition may also contain a known basic compound (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”) that functions as the quencher. The resist composition preferably contains (D) a solvent (hereinafter, sometimes referred to as “solvent (D)”).
Hereinafter, with respect to the salt (X), a suitable one will be mainly described. Further, the resin (A), the acid generator (B), the basic compound (C), the solvent (D) and the like are also described as suitable, and a method for preparing the present resist composition containing these, and the present resist A method for producing a resist pattern using the composition will be described.

本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、以下の置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基のように直鎖状又は分岐状をとることができるものは、そのいずれをも含む。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。以下の置換基の例示において、「C」に付して記載した数値は、各々の基の炭素数を示すものである。
さらに、本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
In the present specification, unless otherwise specified, the following examples of substituents are applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms. Among the aliphatic hydrocarbon groups, those that can be linear or branched, such as an alkyl group, include any of them. When stereoisomers exist, all stereoisomers are included. In the following examples of substituents, the numerical value attached to “C” indicates the number of carbon atoms of each group.
Further, in the present specification, "(meth) acrylic monomer", "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " at least one monomer having the structure Means. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

本明細書において、「炭化水素基」とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。該脂肪族炭化水素基はさらに鎖式及び脂環式に分類される。   In the present specification, the “hydrocarbon group” includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group is further classified into a chain type and an alicyclic type.

鎖式の脂肪族炭化水素基(鎖式炭化水素基)のうち1価のものは、典型的にはアルキル基であり、当該アルキル基としては、メチル基(C)、エチル基(C)、プロピル基(C)、ブチル基(C)、ペンチル基(C)、ヘキシル基(C)、ヘプチル基(C)、オクチル基(C)、デシル基(C10)、ドデシル基(C12)、ヘキサデシル基(C14)、ペンタデシル基(C15)、ヘキシルデシル基(C16)、ヘプタデシル基(C17)及びオクタデシル基(C18)などが挙げられ、これらは直鎖でも分岐していてもよい。この鎖式炭化水素基は特に限定しない限り、ここに例示したアルキル基の一部に炭素炭素二重結合を含んでいてもよいが、このような炭素炭素二重結合などを有さない、飽和の鎖式炭化水素基、特に飽和のアルキル基が好ましい。2価の鎖式炭化水素基は、ここに示したアルキル基から水素原子を1個取り去ったアルカンジイル基が該当する。 Of the chain aliphatic hydrocarbon groups (chain hydrocarbon groups), the monovalent one is typically an alkyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group (C 1 ), an ethyl group (C 2 ), Propyl group (C 3 ), butyl group (C 4 ), pentyl group (C 5 ), hexyl group (C 6 ), heptyl group (C 7 ), octyl group (C 8 ), decyl group (C 10 ) , Dodecyl group (C 12 ), hexadecyl group (C 14 ), pentadecyl group (C 15 ), hexyldecyl group (C 16 ), heptadecyl group (C 17 ), octadecyl group (C 18 ), etc. It may be linear or branched. Unless particularly limited, this chain hydrocarbon group may contain a carbon-carbon double bond in a part of the alkyl groups exemplified herein, but does not have such a carbon-carbon double bond, etc. Of these, a chain hydrocarbon group, particularly a saturated alkyl group, is preferred. The divalent chain hydrocarbon group corresponds to an alkanediyl group obtained by removing one hydrogen atom from the alkyl group shown here.

脂環式の脂肪族炭化水素基(以下、場合により「脂環式炭化水素基」という。)のうち1価のものは、典型的には、脂環式炭化水素から水素原子1個を取り去った基である。当該脂環式炭化水素基には、炭素炭素不飽和結合1個程度を含む不飽和脂環式炭化水素基でもよく、このような炭素炭素不飽和結合を含まない脂環式飽和炭化水素基でもよいが、本明細書でいう脂環式炭化水素基は飽和であると好ましい。また、脂環式炭化水素基は単環式のものであっても、多環式のものであってもよい。ここでは、水素原子を取り去る前の脂環式炭化水素を例示することにより、脂環式炭化水素基を例示することにする。単環式の脂環式炭化水素は、以下の式(KA−1)〜(KA−7)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。

Figure 2012226313
Monovalent alicyclic aliphatic hydrocarbon groups (hereinafter sometimes referred to as “alicyclic hydrocarbon groups”) typically remove one hydrogen atom from an alicyclic hydrocarbon. It is a group. The alicyclic hydrocarbon group may be an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing about one carbon-carbon unsaturated bond, or an alicyclic saturated hydrocarbon group containing no such carbon-carbon unsaturated bond. The alicyclic hydrocarbon group referred to in the present specification is preferably saturated. The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Here, an alicyclic hydrocarbon group will be illustrated by illustrating an alicyclic hydrocarbon before removing a hydrogen atom. The monocyclic alicyclic hydrocarbon is a group in which one hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-1) to (KA-7) is removed.
Figure 2012226313

多環式の脂環式炭化水素は、以下の式(KA−8)〜(KA−22)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。

Figure 2012226313

Figure 2012226313
2価の脂環式炭化水素基とは、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基が該当する。 The polycyclic alicyclic hydrocarbon is a group in which one hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-8) to (KA-22) is removed.
Figure 2012226313

Figure 2012226313
The divalent alicyclic hydrocarbon group corresponds to a group in which two hydrogen atoms are removed from the alicyclic hydrocarbon of the formula (KA-1) to the formula (KA-22).

本明細書において、1価の芳香族炭化水素基は典型的には、アリール基である。具体的にいえば、フェニル基(C)、ナフチル基(C10)、アントリル基(C14)、ビフェニル基(C12)、フェナントリル基(C14)及びフルオレニル基(C13)などである。2価の芳香族炭化水素基とは典型的には、1価の芳香族炭化水素基から、さらに1個の水素原子を取り去ったアリーレン基である。 In the present specification, the monovalent aromatic hydrocarbon group is typically an aryl group. Specific examples include a phenyl group (C 6 ), a naphthyl group (C 10 ), an anthryl group (C 14 ), a biphenyl group (C 12 ), a phenanthryl group (C 14 ), and a fluorenyl group (C 13 ). . The divalent aromatic hydrocarbon group is typically an arylene group obtained by further removing one hydrogen atom from a monovalent aromatic hydrocarbon group.

脂肪族炭化水素基は置換基を有することがある。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。   The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Examples of such a substituent include a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an aryloxy group.

ハロゲン原子は特に限定のない限り、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子である。
アルコキシ基としては、メトキシ基(C)、エトキシ基(C)、プロポキシ基(C)、ブトキシ基(C)、ペンチルオキシ基(C)、ヘキシルオキシ基(C)、ヘプチルオキシ基(C7)、オクチルオキシ基(C8)、デシルオキシ基(C10)及びドデシルオキシ基(C12)などであり、これらアルコキシ基は直鎖でも分岐していてもよい。
アシル基の具体例は、アセチル基(C)、プロピオニル基(C)、ブチリル基(C)、バレイル基(C)、ヘキサノイル基(C)、ヘプタノイル基(C7)、オクタノイル基(C8)、デカノイル基(C10)及びドデカノイル基(C12)などのアルキル基とカルボニル基とが結合したものに加え、ベンゾイル基(C7)などのようにアリール基とカルボニル基とが結合したもの挙げられる。これらアシル基のうち、アルキル基とカルボニル基とが結合したものの該アルキル基は直鎖でも分岐していてもよい。
アリール基の具体例は、上述の芳香族炭化水素基のアリール基として例示したものと同じであり、アリールオキシ基の具体例は、当該アリール基と酸素原子とが結合したものである。
アラルキル基の具体例は、ベンジル基(C7)、フェネチル基(C8)、フェニルプロピル基(C9)、ナフチルメチル基(C11)及びナフチルエチル基(C12)などである。
The halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom unless otherwise specified.
Examples of alkoxy groups include methoxy group (C 1 ), ethoxy group (C 2 ), propoxy group (C 3 ), butoxy group (C 4 ), pentyloxy group (C 5 ), hexyloxy group (C 6 ), heptyl Examples thereof include an oxy group (C 7 ), an octyloxy group (C 8 ), a decyloxy group (C 10 ), and a dodecyloxy group (C 12 ), and these alkoxy groups may be linear or branched.
Specific examples of the acyl group are acetyl group (C 2 ), propionyl group (C 3 ), butyryl group (C 4 ), valeryl group (C 5 ), hexanoyl group (C 6 ), heptanoyl group (C 7 ), octanoyl In addition to those in which an alkyl group such as a group (C 8 ), decanoyl group (C 10 ) and dodecanoyl group (C 12 ) and a carbonyl group are bonded, an aryl group and a carbonyl group such as a benzoyl group (C 7 ) Are combined. Among these acyl groups, an alkyl group and a carbonyl group bonded to each other may be linear or branched.
Specific examples of the aryl group are the same as those exemplified as the aryl group of the above-mentioned aromatic hydrocarbon group, and specific examples of the aryloxy group are those in which the aryl group and an oxygen atom are bonded.
Specific examples of the aralkyl group include a benzyl group (C 7 ), a phenethyl group (C 8 ), a phenylpropyl group (C 9 ), a naphthylmethyl group (C 11 ), and a naphthylethyl group (C 12 ).

芳香族炭化水素基も置換基を有することがある。このような置換基は、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。これらのうち、アルキル基は、鎖式脂肪族炭化水素基として例示したものと同じであり、芳香族炭化水素基に任意に有する置換基のうち、アルキル基以外のものは、脂肪族炭化水素基の置換基として例示したものと同じものを含む。   The aromatic hydrocarbon group may also have a substituent. Examples of such a substituent include a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryloxy group. Among these, the alkyl group is the same as those exemplified as the chain aliphatic hydrocarbon group, and among the substituents optionally present in the aromatic hydrocarbon group, those other than the alkyl group are aliphatic hydrocarbon groups. The same thing as what was illustrated as a substituent of is included.

<塩(X)>
本レジスト組成物に含有される塩(X)は上述のとおり、式(I)で表される。

Figure 2012226313
[式(I)中、
及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
及びRは、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、SO 、CO 又はOを表す。
Wは、式(W−I)
Figure 2012226313

(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。)
で表される基である。] <Salt (X)>
The salt (X) contained in the resist composition is represented by the formula (I) as described above.
Figure 2012226313
[In the formula (I),
L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group of 1 to 6) or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 4 represents SO 3 , CO 2 or O .
W is the formula (W-I)
Figure 2012226313

(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )
It is group represented by these. ]

式(I)のL及びLについて説明する。L及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、前記と同義である。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。また、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わってもよいが、このように該アルカンジイル基に含まれる水素原子が置き換わるものとしては、ヒドロキシ基が好ましい。 L 1 and L 2 in the formula (I) will be described. L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is as defined above). Or may be replaced by a carbonyl group. In addition, the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be replaced with a fluorine atom or a hydroxy group. As such, the hydrogen group contained in the alkanediyl group is preferably a hydroxy group.

より好ましくは、Lは、アルカンジイル基を構成するメチレン基が、−NR−(Rは、前記と同義である。)に置き換わった基であり、さらに好ましくは、Lは、以下の式(I−1)で表される基である。

Figure 2012226313
(式(I−1)中、
及びRは、ヒドロキシ基を有していてもよいアルカンジイル基を表し、R及びRの合計炭素数は、2〜10の範囲である。
2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。)
及びRの合計炭素数は、2〜8の範囲であると好ましく、4〜6の範囲であるとさらに好ましい。 More preferably, L 1 is a group in which a methylene group constituting an alkanediyl group is replaced with —NR 5 — (R 5 is as defined above), and more preferably, L 1 is the following: It is group represented by the formula (I-1).
Figure 2012226313
(In the formula (I-1),
R 6 and R 7 represent an alkanediyl group which may have a hydroxy group, and the total carbon number of R 6 and R 7 is in the range of 2 to 10.
Two * 's represent a bond, the left * is a bond with W, and the * on the right is a bond with a nitrogen atom. )
The total number of carbon atoms of R 6 and R 7 is preferably in the range of 2-8, and more preferably in the range of 4-6.

入手し易い原料を用いることで、塩(X)を容易に製造できる点では、Lは、
*−CH(CH)−CH−CH−CO−NH−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。oは1〜6の整数を表す。)
であることが好ましく、
*−CH(CH)−CH−CH−CO−NH−CH−CH−CH−*
(2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。)
であることがより好ましい。
By using the obtained easily starting material, is in that it can easily produce the salt (X), L 1 is
* —CH (CH 3 ) —CH 2 —CH 2 —CO—NH— (CH 2 ) o — *
(Two * 's represent a bond, the left * represents a bond with W, and the right * represents a bond with a nitrogen atom. O represents an integer of 1 to 6.)
It is preferable that
* —CH (CH 3 ) —CH 2 —CH 2 —CO—NH—CH 2 —CH 2 —CH 2 — *
(Two * 's represent a bond, the left * is a bond with W, and the * on the right is a bond with a nitrogen atom.)
It is more preferable that

同様に、塩(X)の製造上の容易さを考慮すると、Lは、
*−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、lは1〜12の整数を表す。この基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、当該メチレン基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わってもよい。)
であることが好ましく、
*−CH−*、*−CH−CH−CH−*、*−CH−CH(OH)−CH−*、*−CH−CH−CF−*又は*−CH−CH−CH−O−CO−CF−*であることがより好ましく、*−CH−*、*−CH−CH−CH−*又は*−CH−CH(OH)−CH−*であることがさらに好ましい。なお、この具体例における2つの*はいずれも前記と同じ意味である。
Similarly, considering the ease of production of the salt (X), L 2 is
*-(CH 2 ) l- *
(Two * 's represent a bond, and l represents an integer of 1 to 12. The methylene group constituting this group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the methylene group is , May be replaced by a fluorine atom or a hydroxy group.)
It is preferable that
* -CH 2 - *, * - CH 2 -CH 2 -CH 2 - *, * - CH 2 -CH (OH) -CH 2 - *, * - CH 2 -CH 2 -CF 2 - * or * - more preferably *, * - - CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-CO-CF 2 CH 2 - *, * - CH 2 -CH 2 -CH 2 - * or * -CH 2 -CH More preferably, it is (OH) —CH 2 — *. Note that the two * 's in this specific example have the same meaning as described above.

及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表し、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、R及びRはともにメチル基であるとより好ましい。 R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably R 2 and R 3 are both methyl groups.

は、SO 、CO 又はOのアニオン性基である。Rは、SO 又はCO であると好ましく、SO であるとより好ましい。このアニオン性基は、同一分子内(塩(X)内)に存在する4級窒素原子(カチオン性基)により電気的に中和され、塩を形成している。 R 4 is an anionic group of SO 3 , CO 2 or O . R 4 is preferably SO 3 or CO 2 , and more preferably SO 3 . This anionic group is electrically neutralized by a quaternary nitrogen atom (cationic group) present in the same molecule (in the salt (X)) to form a salt.

上述のとおりWは、式(W−I)で表される基(以下、場合により「基(W−I)」という。)である。

Figure 2012226313
(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。) As described above, W is a group represented by the formula (WI) (hereinafter, sometimes referred to as “group (WI)”).
Figure 2012226313
(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )

換言すると、基(W−I)は、以下の式(W−II)、式(W−III)又は式(W−IV)に示されるようなシクロペンタヒドロフェナンスレン環化合物に含まれる1個の水素原子が、Lとの結合手に置換され、m個(1〜5個)の水素原子が、ヒドロキシ基に置換されたものである。また、n個(0〜6個)の水素原子が、前記Rに置換されていることもある。なお、ヒドロキシ基の個数を表すmは、1〜3の範囲であると好ましい。

Figure 2012226313
In other words, the group (W-I) is included in a cyclopentahydrophenanthrene ring compound represented by the following formula (W-II), formula (W-III) or formula (W-IV) 1 The number of hydrogen atoms is replaced with a bond to L 1, and m (1 to 5) hydrogen atoms are replaced with hydroxy groups. In addition, n (0 to 6) hydrogen atoms may be substituted with R 1 . In addition, m representing the number of hydroxy groups is preferably in the range of 1 to 3.
Figure 2012226313

式(W−II)、式(W−III)及び式(W−IV)で表される環(シクロペンタヒドロフェナンスレン環化合物)を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。また、当該環は任意に置換基Rを有する。Rを簡単に説明すると、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基は、鎖式及び脂環式炭化水素基が挙げられ、これらの具体例は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。また、Rの脂肪族炭化水素基は、その炭素数が12以下の範囲で、鎖式炭化水素基及び脂環式炭化水素基が組み合わせられたものでもよい。
の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。
これらの中でも、式(W−II)に示されるシクロペンタヒドロフェナンスレン環化合物に含まれる1個の水素原子が、Lとの結合手に置換され、m個の水素原子が、ヒドロキシ基に置換されたものである。
The methylene group constituting the ring (cyclopentahydrophenanthrene ring compound) represented by formula (W-II), formula (W-III) and formula (W-IV) is an oxygen atom or a carbonyl group. It may be replaced. The ring optionally has a substituent R 1 . Briefly describing R 1 , the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms includes a chain type and an alicyclic hydrocarbon group, and these specific examples have already been exemplified in this range. Including things. Further, the aliphatic hydrocarbon group of R 1 may be a combination of a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group in the range of 12 or less carbon atoms.
The aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms of R 1 includes those already exemplified in this range.
Among these, one hydrogen atom contained in the cyclopentahydrophenanthrene ring compound represented by the formula (W-II) is substituted with a bond to L 1, and m hydrogen atoms are hydroxy groups. Has been replaced.

塩(X)の具体例は、以下の式(X−1)〜式(X−22)で表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Specific examples of the salt (X) include those represented by the following formulas (X-1) to (X-22).
Figure 2012226313

Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313

以上の塩(X)の具体例の中では、式(X−1)〜式(X−12)及び式(X−21)のいずれかで表されるものが好ましく、式(X−1)〜式(X−8)、式(X−11)及び式(X−21)のいずれかで表されるものが、より好ましく、式(X−1)〜式(X−4)、式(X−11)及び式(X−21)のいずれかで表されるものがさらに好ましく、式(I−1)、式(X−11)及び式(X−21)で表される塩(X)がさらにより好ましい。   Among the specific examples of the salt (X), those represented by any one of the formulas (X-1) to (X-12) and the formula (X-21) are preferable, and the formula (X-1) To those represented by any one of formula (X-8), formula (X-11) and formula (X-21) are more preferred, and formula (X-1) to formula (X-4), formula (X X-11) and a compound represented by formula (X-21) are more preferred, and a salt represented by formula (I-1), formula (X-11) or formula (X-21) (X Is even more preferred.

上述の式(X−1)〜式(X−22)で表される塩(X)はいずれも、市場より容易に入手できるか、任意の公知の方法(例えば、国際公開第2007/045386号参照)により合成できるものである。市場から容易に入手できる塩(X)は例えば、バイオサーファクタントなどに適用されているものであるが、この塩(X)をレジスト組成物に含有させる、すなわちレジスト組成物用添加剤として用いることにより、優れたCD均一性のレジストパターンを製造できるという効果が発現されることは、本発明者の独自の知見に基づくものである。   Any of the salts (X) represented by the above formulas (X-1) to (X-22) can be easily obtained from the market, or any known method (for example, WO 2007/045386). Reference) can be synthesized. The salt (X) that can be easily obtained from the market is applied to, for example, biosurfactant. By adding this salt (X) to the resist composition, that is, as an additive for resist composition, The fact that a resist pattern having excellent CD uniformity can be produced is based on the inventor's original knowledge.

このように、市場より容易に入手できる塩(X)をそのまま、又は必要に応じて精製してから本レジスト組成物に用いると、本レジスト組成物の調製がより容易になるので特に好ましいが、ここで、Lが、
*−CH(CH)−CH−CH−CO−NH−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。oは1〜6の整数を表す。)
である塩(X)を例にとり、その製造方法を簡単に説明する。まず、以下に示すような原料化合物を準備する。

Figure 2012226313
この原料化合物と、適当なジアミン(エチレンジアミン、プロピレン−1,3−ジアミン及び1−アミノメチル−2−アミノエタノールなど)とを縮合させ、該原料化合物に含まれるカルボキシ基をアミド結合に転換して、中間体を得る。この中間体に含まれる1級アミノ基を、例えば、エシュバイヤークラーク反応(反応剤:ホルマリン/還元剤(蟻酸など))などを用いることによりジメチル化したのち、2−ブロモエタンスルホン酸又はその塩、プロパンサルトンあるいはヒドロキシプロパンサルトンなどによりベタイン化すれば、RがSO である塩(X)が得られる。ここでいう、2−ブロモエタンスルホン酸などを例えば、クロロ酢酸又はその塩などに変更して、ベタイン化すれば、RがCO である塩(X)が得られる。 As described above, it is particularly preferable to use the salt (X) that is easily available from the market as it is or after being purified as necessary after being used in the resist composition, because the preparation of the resist composition becomes easier. Where L 1 is
* —CH (CH 3 ) —CH 2 —CH 2 —CO—NH— (CH 2 ) o — *
(Two * 's represent a bond, the left * represents a bond with W, and the right * represents a bond with a nitrogen atom. O represents an integer of 1 to 6.)
Taking the salt (X) as an example, the production method will be briefly described. First, raw material compounds as shown below are prepared.
Figure 2012226313
This raw material compound is condensed with an appropriate diamine (ethylenediamine, propylene-1,3-diamine, 1-aminomethyl-2-aminoethanol, etc.), and the carboxy group contained in the raw material compound is converted into an amide bond. To obtain an intermediate. The primary amino group contained in this intermediate is dimethylated by using, for example, the Eschbayer-Clark reaction (reactant: formalin / reducing agent (formic acid, etc.)), and then 2-bromoethanesulfonic acid or a salt thereof , Propane sultone or hydroxypropane sultone can be used to obtain a salt (X) in which R 4 is SO 3 . When 2-bromoethanesulfonic acid or the like mentioned here is changed to, for example, chloroacetic acid or a salt thereof and betaineized, a salt (X) in which R 4 is CO 2 is obtained.

<樹脂(A)>
本レジスト組成物に含有される樹脂(A)は上述のとおり、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る特性(以下、場合により「酸作用特性」という。)を有する。かかる樹脂(A)を含有することにより、本レジスト組成物は、後述する酸発生剤(B)から発生される酸の作用により、レジストパターンを製造することができる。なお、「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、「酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。
<Resin (A)>
As described above, the resin (A) contained in the resist composition is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter, sometimes referred to as “acid action characteristic”). ). By containing this resin (A), this resist composition can manufacture a resist pattern by the effect | action of the acid generate | occur | produced from the acid generator (B) mentioned later. Note that “can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid” means “insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution before contact with an acid, but soluble in an alkaline aqueous solution after contact with an acid”. Means.

酸作用特性を有する樹脂(A)は、その分子内に酸に不安定な基(以下、場合により「酸不安定基」という。)を有する。このような樹脂(A)は、酸不安定基を有するモノマー(以下、このモノマーを場合により「モノマー(a1)」といい、該モノマー(a1)由来の構造単位を「構造単位(a1)」という。)を重合することによって製造できる。酸作用特性を有する樹脂(A)を製造する際には、モノマー(a1)を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The resin (A) having acid action characteristics has an acid labile group (hereinafter, sometimes referred to as “acid labile group”) in its molecule. Such a resin (A) is a monomer having an acid labile group (hereinafter, this monomer is sometimes referred to as “monomer (a1)”, and the structural unit derived from the monomer (a1) is referred to as “structural unit (a1)”. Can be produced by polymerization. In producing the resin (A) having acid action characteristics, the monomer (a1) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

<酸不安定基>
「酸不安定基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸不安定基としては、例えば、式(1)で表される基(酸不安定基(1))、式(2)で表される基(酸不安定基(2))などが挙げられる。

Figure 2012226313
[式(1)中、
a1〜Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。*は結合手を表す。]
Figure 2012226313
[式(2)中、
a1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。該1価の炭化水素基及び該2価の炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わってもよい。*は結合手を表す。] <Acid labile group>
The “acid labile group” means a group that cleaves a leaving group upon contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) (acid labile group (1)) and a group represented by the formula (2) (acid labile group (2)). .
Figure 2012226313
[In Formula (1),
R a1 to R a3 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R a1 and R a2 are bonded to each other, and these are bonded A ring having 3 to 20 carbon atoms is formed together with carbon atoms to be formed. * Represents a bond. ]
Figure 2012226313
[In Formula (2),
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or R a3 ′ a2 ′ and R a3 ′ are bonded to each other to form a ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. The monovalent hydrocarbon group and the methylene group constituting the divalent hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom. * Represents a bond. ]

酸不安定基(1)のRa1〜Ra3のアルキル基及び脂環式炭化水素基は、炭素数1〜20の範囲において、すでに例示したものを含む。ただし、該脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは5〜20の範囲である。 The alkyl group and alicyclic hydrocarbon group of R a1 to R a3 of the acid labile group (1) include those already exemplified in the range of 1 to 20 carbon atoms. However, the carbon number of the alicyclic hydrocarbon group is preferably in the range of 5-20.

a1及びRa2が、互いに結合して環を形成する場合とは、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)で表される基が、以下のいずれかの基となる場合である。Ra1及びRa2が結合して形成される環の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。

Figure 2012226313
The case where R a1 and R a2 are bonded to each other to form a ring is when the group represented by —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) is any of the following groups: is there. The number of carbon atoms in the ring formed by combining R a1 and R a2 is preferably in the range of 3-12.
Figure 2012226313

酸不安定基(1)としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基である基、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が結合することで、アダマンチル環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。 Examples of the acid labile group (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), groups in which R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably a tert-butoxycarbonyl group), 2- An alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 combine to form an adamantyl ring, and R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantane-1- Yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group).

酸不安定基(2)のRa1’及びRa2’の炭化水素基は、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基などである。これらの基もすでに例示したもののうち、炭素数20以下の範囲で同じものを含む。ただし、Ra1'及びRa2'のうち少なくとも1つは水素原子であると好ましい。 Examples of the R a1 ′ and R a2 ′ hydrocarbon groups of the acid labile group (2) include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. Among these groups, the same groups are included in the range having 20 or less carbon atoms. However, at least one of R a1 ′ and R a2 ′ is preferably a hydrogen atom.

酸不安定基(2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。

Figure 2012226313
Specific examples of the acid labile group (2) include the following groups.
Figure 2012226313

酸不安定基[好ましくは、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)]を有するモノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーであり、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。   The monomer (a1) having an acid labile group [preferably an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2)] preferably has an acid labile group and a carbon-carbon double bond. More preferably, it is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.

酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)が好ましい。このようなモノマー(a1)を用いて得られる樹脂(A)は、脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するものとなるので、該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物の解像度が一層良好となる傾向がある。   Of the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, the monomer (a1) having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms is preferred. Since the resin (A) obtained using such a monomer (a1) has a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group, the resist composition containing the resin (A) The resolution tends to be better.

<好適な構造単位(a1)>
かかる脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)を用いて得られる好適な構造単位(a1)を有する樹脂(A)について、さらに詳述する。該樹脂(A)の中でも、式(a1−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−1)」という。)又は式(a1−2)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−2)」という。)を有する樹脂が好ましい。かかる樹脂には、構造単位(a1−1)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−2)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−1)と構造単位(a1−2)とを合わせて有していてもよい。

Figure 2012226313
[式(a1−1)中、
a1は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。)で表される基を表す。
a4は、水素原子又はメチル基を表す。
a6は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
式(a1−2)中、
a2は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は前記と同義である。)で表される基を表す。
a5は、水素原子又はメチル基を表す。
a7は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。] <Preferred structural unit (a1)>
The resin (A) having a suitable structural unit (a1) obtained by using the monomer (a1) having such an alicyclic hydrocarbon group will be further described in detail. Among the resins (A), a structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-1)”) or a structural unit represented by the formula (a1-2) A resin having (hereinafter, referred to as “structural unit (a1-2)” in some cases) is preferable. Such a resin may have the structural unit (a1-1) as a single species, may have multiple types, or may have the structural unit (a1-2) as a single species, You may have multiple types and you may have combining the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2).
Figure 2012226313
[In the formula (a1-1),
L a1 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group). To express.
R a4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
In formula (a1-2),
L a2 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 is as defined above).
R a5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a7 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]

a1及びLa2は、好ましくは、酸素原子又は、k1が1〜4の整数である*−O−(CH2k1−CO−O−で表される基であり、より好ましくは酸素原子又は*−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a6及びRa7の脂肪族炭化水素基のうち、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基であり、この炭素数の上限以下の範囲で、すでに例示したものと同じものを含む。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基はそれぞれ独立に、好ましくは炭素数8以下のアルキル基又は炭素数8以下の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは炭素数6以下のアルキル基又は炭素数6以下の脂環式炭化水素基である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。
L a1 and L a2 are preferably an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, wherein k1 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom. or * -O-CH 2 -CO-O- and, still more preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Of the aliphatic hydrocarbon groups of R a6 and R a7 , preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and within the range of the upper limit of the carbon number, Includes the same as those already exemplified. The aliphatic hydrocarbon groups for R a6 and R a7 are each independently preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms. Or it is an alicyclic hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.

構造単位(a1−1)を誘導し得るモノマー(a1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものなどが挙げられる。これらに由来する構造単位(a1−1)のうち、以下の式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)のいずれかで表される構造単位が好ましく、式(a1−1−1)〜式(a1−1−3)及び式(a1−1−7)のいずれかで表される構造単位がより好ましい。

Figure 2012226313
Examples of the monomer (a1) capable of deriving the structural unit (a1-1) include those described in JP-A No. 2010-204646. Of the structural units (a1-1) derived from these, structural units represented by any of the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferred, and the formula (a1-1) -1) to a structural unit represented by any one of formulas (a1-1-3) and (a1-1-7) is more preferable.
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

式(a1−1)で表されるモノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a1−1−1)〜(a1−1−8)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−1−1)〜(a1−1−4)で表されるモノマーがより好ましい。   Examples of the monomer represented by the formula (a1-1) include monomers described in JP 2010-204646 A. Monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are more preferred. .

一方、構造単位(a1−2)を誘導し得るモノマー(a1)としては、例えば、1−エチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘプタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート及び1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
構造単位(a1−2)としては、以下の式(a1−2−1)〜式(a1−2−6)のいずれかで表されるものが好ましい。これらのなかでも、式(a1−2−3)又は(a1−2−4)で表される構造単位がより好ましく、式(a1−2−3)で表される構造単位がさらに好ましい。

Figure 2012226313
On the other hand, examples of the monomer (a1) capable of deriving the structural unit (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, 1 -Ethylcycloheptan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate and the like.
As the structural unit (a1-2), those represented by any of the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-6) are preferable. Among these, the structural unit represented by the formula (a1-2-3) or (a1-2-4) is more preferable, and the structural unit represented by the formula (a1-2-3) is more preferable.
Figure 2012226313

樹脂(A)が構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する場合、これらの合計含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましく、20〜60モル%の範囲がさらにより好ましい。また、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1)(好ましくは、構造単位(a1−1))を有する場合には、樹脂(A)中の構造単位(a1)の合計(100モル%)に対して、アダマンチル基を有する構造単位(a1)が15モル%以上であることが好ましい。このような含有割合で、アダマンチル基を有する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、該樹脂(A)を含有するレジスト組成物から製造されるレジストパターンのドライエッチング耐性が良好となる傾向がある。なお、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の合計含有割合を、上述の範囲にするためには、樹脂(A)を製造する際に、全モノマーの使用量に対する、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマーの使用量を調整すればよい。   When the resin (A) has the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), the total content thereof is based on the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 10-95 mol% is preferable, the range of 15-90 mol% is more preferable, the range of 20-85 mol% is further more preferable, and the range of 20-60 mol% is still more preferable. When the structural unit (a1) has a structural unit (a1) having an adamantyl group (preferably the structural unit (a1-1)), the total of structural units (a1) in the resin (A) ( 100 mol%), the structural unit (a1) having an adamantyl group is preferably 15 mol% or more. With such a content ratio, the resin (A) having the structural unit (a1) having an adamantyl group tends to have good dry etching resistance of a resist pattern produced from the resist composition containing the resin (A). There is. In addition, in order to make the total content rate of a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2) into the above-mentioned range, when manufacturing resin (A), it is with respect to the usage-amount of all monomers. What is necessary is just to adjust the usage-amount of the monomer which induces | guides | derives a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2).

以上、好適な構造単位(a1)である、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)について説明したが、樹脂(A)はこれらの以外の構造単位(a1)を有していてもよい。以下、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の構造単位(a1)を、当該構造単位(a1)を誘導するモノマーを挙げることで説明する。   The structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2), which are preferable structural units (a1), have been described above. However, the resin (A) has a structural unit (a1) other than these. May be. Hereinafter, the structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) will be described with reference to a monomer that derives the structural unit (a1).

樹脂(A)には、以下の式(a1−3)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−3)」という。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。該モノマー(a1−3)に由来する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、当該構造単位(a1)が、樹脂(A)の主鎖に剛直なノルボルナン環を含むものとなるので、このような樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、ドライエッチング耐性に優れたレジストパターンを製造できる傾向がある。

Figure 2012226313
[式(a1−3)中、Ra9は、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよい炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基、又は−COORa13で表される基を表し、Ra13は、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Ra10、Ra11及びRa12は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表すか、或いはRa10及びRa11は互いに結合して環を形成している。該脂肪族炭化水素基及に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。] The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-3)”). Good. In the resin (A) having the structural unit (a1) derived from the monomer (a1-3), the structural unit (a1) contains a rigid norbornane ring in the main chain of the resin (A). This resist composition containing such a resin (A) tends to be able to produce a resist pattern having excellent dry etching resistance.
Figure 2012226313
[In Formula (a1-3), R a9 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may have a substituent (for example, a hydroxy group), a carboxy group, a cyano group, or — Represents a group represented by COOR a13 , R a13 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like The methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. R a10 , R a11 and R a12 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. ]

a9の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基は典型的には、置換基を有していてもよいアルキル基であり、かかるアルキル基のうち、置換基を有さないアルキル基は、その炭素数が1〜8の範囲ですでに例示したものを含む。置換基、特にヒドロキシ基を有する脂肪族炭化水素基(アルキル基)としては例えば、ヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基などである。Ra13としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基及び2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent of R a9 is typically an alkyl group which may have a substituent, and among these alkyl groups, an alkyl having no substituent The group includes those already exemplified in the range of 1 to 8 carbon atoms. Examples of the substituent, particularly the aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) having a hydroxy group include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group. Examples of R a13 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-oxo-oxolan-3-yl group, and a 2-oxo-oxolan-4-yl group.

a10〜Ra12の脂肪族炭化水素基も典型的には、アルキル基であり、その具体例はRa9の場合と同じである。Ra10とRa11とが結合し、これらが結合する炭素原子とともに形成される環は、シクロへキシル環及びアダマンチル環などである。 The aliphatic hydrocarbon groups of R a10 to R a12 are also typically alkyl groups, and specific examples thereof are the same as those of R a9 . The ring formed by combining R a10 and R a11 together with the carbon atom to which they are bonded includes a cyclohexyl ring and an adamantyl ring.

モノマー(a1−3)としては例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものが用いられる。これらの中でも、以下の式(a1−3−1)〜式(a1−3−4)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a1−3−2)又は(a1−3−4)で表されるモノマーがより好ましく、式(a1−3−2)で表されるモノマーがさらに好ましい。

Figure 2012226313
As a monomer (a1-3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is used, for example. Among these, a monomer represented by any one of the following formulas (a1-3-1) to (a1-3-4) is preferable, and the formula (a1-3-2) or (a1-3-4) Is more preferable, and a monomer represented by formula (a1-3-2) is more preferable.
Figure 2012226313

樹脂(A)が、モノマー(a1−3)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-3), the content ratio is in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 15-90 mol% is more preferable, and the range of 20-85 mol% is further more preferable.

樹脂(A)は以下の式(a1−4)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−4)」という場合がある。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。

Figure 2012226313
[式(a1−4)中、
10は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は0〜4の整数を表す。
11は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、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2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表し、lが2以上である場合、複数のR11の全部又は一部は同じであってもよい。
12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
a2は、置換基を有していてもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基又は単結合を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又は−N(R)−(ただし、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す)で表される基に置き換わっていてもよい。
a3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。] The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-4) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-4)”).
Figure 2012226313
[In the formula (a1-4),
R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
l a represents an integer of 0 to 4;
R 11 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. In the case where l a is 2 or more, all or a part of the plurality of R 11 may be the same.
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
X a2 represents an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or a single bond, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl A group, a sulfonyl group, or a group represented by —N (R c ) — (wherein R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) may be substituted.
Y a3 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. ]

「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」のうち、アルキル基としては、炭素数が1〜6の範囲ですでに例示したものを含む。ハロゲン原子を有するアルキル基としては、フッ素原子を有するアルキル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、R10としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
11のアルコキシ基は、炭素数1〜6の範囲においてすでに例示したものを含むが、中でも、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
11のアシル基及びアシルオキシ基も、その炭素数が2〜4の範囲において、すでに例示したものを含む。
12及びR13の炭化水素基は、その炭素数が1〜12の範囲において、Ya3の炭化水素基は、その炭素数が1〜18の範囲において、すでに例示した脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれかを含む。
a2の脂肪族炭化水素基は2価の鎖式炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基又は、鎖式炭化水素基と脂環式炭化水素基とが組み合わさった2価の基であり、炭素数1〜17の範囲ですでに例示した基、すでに例示したもを適宜組み合わせた基を挙げることができる。
Among “an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom”, the alkyl group includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. As the alkyl group having a halogen atom, an alkyl group having a fluorine atom is preferable. For example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert- Examples thereof include a butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. Among these, as R < 10 >, a C1-C4 alkyl group is preferable, a methyl group and an ethyl group are more preferable, and a methyl group is further more preferable.
The alkoxy group of R 11 includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among them, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a methoxy group and an ethoxy group are more preferable, and a methoxy group is further preferable. .
The acyl group and acyloxy group of R 11 include those already exemplified in the range of 2 to 4 carbon atoms.
The hydrocarbon groups of R 12 and R 13 are those having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrocarbon group of Y a3 is the aliphatic hydrocarbon group exemplified above in the range of 1 to 18 carbon atoms. Contains any of the aromatic hydrocarbon groups.
The aliphatic hydrocarbon group for X a2 is a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent group in which a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are combined. And groups already exemplified in the range of 1 to 17 carbon atoms, and groups obtained by appropriately combining those already exemplified.

モノマー(a1−4)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。以下の式(a1−4−1)〜式(a1−4−7)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a1−4−1)〜式(a1−4−5)のいずれかで表されるモノマーがより好ましい。

Figure 2012226313
As a monomer (a1-4), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. A monomer represented by any of the following formulas (a1-4-1) to (a1-4-7) is preferred, and any one of formulas (a1-4-1) to (a1-4-5) The monomer represented by is more preferable.
Figure 2012226313

樹脂(A)がモノマー(a1−4)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲が、より好ましく、20〜85モル%の範囲が特に好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-4), the content ratio thereof is in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). Preferably, the range of 15 to 90 mol% is more preferable, and the range of 20 to 85 mol% is particularly preferable.

他のモノマー(a1)としては、例えば、酸不安定基(2)を有する(メタ)アクリル系モノマーである式(a1−5)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−5)」という場合がある)を用いてもよい。

Figure 2012226313
式(a1−5)中、
31は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
〜Lは、オキシ基、チオキシ基又は*−O−(CH2k4−CO−O−で表される基を表す。ここで、k4は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
1’は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基中に含まれるメチレン基は、オキシ基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs1’は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。 As the other monomer (a1), for example, a monomer represented by the formula (a1-5) which is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group (2) (hereinafter referred to as “monomer (a1-5)”) May be used).
Figure 2012226313
In formula (a1-5),
R 31 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L 3 to L 5 represent a group represented by an oxy group, a thioxy group, or * —O— (CH 2 ) k4 —CO—O—. Here, k4 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 ′ is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the methylene group contained in the alkanediyl group may be replaced with an oxy group or a carbonyl group.
s1 and s1 ′ each independently represents an integer of 0 to 4.

式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
は、酸素原子が好ましい。
及びLは、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であると好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
1’は、単結合又は−CH−CO−O−が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L 5 is preferably an oxygen atom.
One of L 3 and L 4 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 ′ is preferably a single bond or —CH 2 —CO—O—.

モノマー(a1−5)としては、以下のモノマーが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the monomer (a1-5) include the following monomers.
Figure 2012226313

樹脂(A)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜95モル%の範囲が好ましく、3〜90モル%の範囲がより好ましく、5〜85モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-5), the content thereof is in the range of 1 to 95 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 3-90 mol% is more preferable, and the range of 5-85 mol% is further more preferable.

<酸安定構造単位>
樹脂(A)は、酸不安定基を有する構造単位(a1)に加え、酸不安定基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」といい、該酸安定構造単位を誘導し得るモノマーを、「酸安定モノマー」という。)を有していると好ましい。該樹脂(A)中、酸安定構造単位は1種のみを有していてもよく、複数種を有していてもよい。
<Acid stable structural unit>
Resin (A) is a structural unit not having an acid labile group in addition to a structural unit (a1) having an acid labile group (hereinafter, sometimes referred to as “acid stable structural unit”). The derivatizable monomer is preferably referred to as “acid-stable monomer”). In the resin (A), the acid stable structural unit may have only one type, or may have a plurality of types.

樹脂(A)が酸安定構造単位を有する場合、構造単位(a1)の含有割合を基準にして、酸安定性構造単位の含有割合を定めるとよい。構造単位(a1)の含有割合と酸安定性構造単位の含有割合との比は、〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕で表して、好ましくは10〜80モル%/90〜20モル%であり、より好ましくは20〜60モル%/80〜40モル%である。このようにすると、樹脂(A)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより一層良好になる傾向がある。   When the resin (A) has an acid stable structural unit, the content ratio of the acid stable structural unit may be determined based on the content ratio of the structural unit (a1). The ratio of the content ratio of the structural unit (a1) and the content ratio of the acid-stable structural unit is represented by [structural unit (a1)] / [acid-stable structural unit], and preferably 10 to 80 mol% / 90 It is 20 mol%, More preferably, it is 20-60 mol% / 80-40 mol%. If it does in this way, there exists a tendency for the dry etching tolerance of the resist pattern obtained from this resist composition containing resin (A) to become still better.

次に、酸安定構造単位のうち、好ましいものを説明する。
酸安定構造単位は、ヒドロキシ基又はラクトン環を有する構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(以下、「酸安定構造単位(a2)」という場合がある。)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、「酸安定構造単位(a3)」という場合がある。)を有する樹脂(A)は、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜、又は塗布膜から得られる組成物層と基板との間の密着性に優れるため、良好な解像度で、レジストパターンを製造することができる。なお、ここでいう本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関しては後述する。まず、酸安定構造単位として好適な、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)に関して具体例を挙げつつ説明する。
Next, a preferable thing is demonstrated among an acid stable structural unit.
The acid stable structural unit is preferably a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring. An acid stable structural unit having a hydroxy group (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2)”) and / or an acid stable structural unit having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid stable structural unit (a3)”). The resin (A) having a composition) may be a coating film formed on the substrate or a composition layer obtained from the coating film when the resist composition containing the resin (A) is applied to the substrate. Therefore, the resist pattern can be manufactured with good resolution. In addition, the manufacturing method of the resist pattern using this resist composition here is mentioned later. First, the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) suitable as the acid stable structural unit will be described with specific examples.

<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A)に導入する場合、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、好適な酸安定構造単位(a2)を選択することができる。すなわち、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を露光源とする露光、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A)に導入することが好ましい。
一方、短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A)に導入することが好ましい。このように、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は各々、レジストパターンを製造する際の露光源によって好ましいものを選ぶことができるが、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)1種のみを有していてもよく、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)2種以上を有していてもよく、或いは、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)と、それ以外の酸安定構造単位(a2)とを組み合わせて有していてもよい。
<Acid stable structural unit (a2)>
When the acid-stable structural unit (a2) is introduced into the resin (A), a suitable acid-stable structure is used depending on the type of exposure source when producing a resist pattern from the resist composition containing the resin (A). The unit (a2) can be selected. That is, when this resist composition is used for exposure using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as an exposure source, or exposure using a high energy beam such as an electron beam or EUV light as an exposure source, an acid stable structural unit ( As a2), it is preferable to introduce an acid stable structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxy group into the resin (A).
On the other hand, when using exposure using a short wavelength ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source, an acid stable structural unit represented by the formula (a2-1) described later is used as the acid stable structural unit (a2). It is preferable to introduce into the resin (A). Thus, each of the acid stable structural units (a2) possessed by the resin (A) can be selected according to the exposure source used for producing the resist pattern, but the acid stable structural units possessed by the resin (A) ( a2) may have only one type of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source, and two or more types of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source. Or an acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source and a combination of other acid stable structural units (a2).

酸安定構造単位(a2)の具体例の1つは、以下の式(a2−1)で示されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−1)」という。)である。

Figure 2012226313

式(a2−1)中、
a3は、酸素原子又は*−O−(CH2k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表す。)を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。 One specific example of the acid stable structural unit (a2) is one represented by the following formula (a2-1) (hereinafter, sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-1)”).
Figure 2012226313

In formula (a2-1),
L a3 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7), and * represents a bond with a carbonyl group (—CO—). Represent.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.

a3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子又は、−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
L a3 is preferably an oxygen atom or a group represented by —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, wherein k2 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom or — O—CH 2 —CO—O—, more preferably an oxygen atom.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
Figure 2012226313

以上、例示した酸安定構造単位(a2−1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーから誘導される。これらの中でも、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−3)及び式(a2−1−4)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)がより好ましく、式(a2−1−1)又は(a2−1−3)で表される酸安定構造単位(a2−1)がさらに好ましい。   As described above, the exemplified acid stable structural unit (a2-1) is derived from, for example, an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among these, the acid stable structural unit represented by any one of formula (a2-1-1), formula (a2-1-2), formula (a2-1-3) and formula (a2-1-4) (A2-1) is more preferable, and the acid stable structural unit (a2-1) represented by the formula (a2-1-1) or (a2-1-3) is more preferable.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、3〜45モル%の範囲が好ましく、5〜40モル%の範囲がより好ましく、5〜35モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-1), the content ratio is preferably in the range of 3 to 45 mol% with respect to all the structural units of the resin (A), and 5 to 40 The range of mol% is more preferable, and the range of 5 to 35 mol% is more preferable.

次に、ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位のうち、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位について説明する。該酸安定構造単位は、以下の式(a2−0)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−0)」という。)が好ましい。

Figure 2012226313
式(a2−0)中、
a30は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
a31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、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2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
maは0〜4の整数を表す。maが2以上の整数である場合、複数のRa31の全部又は一部は同じであってもよい。 Next, the acid stable structural unit which has a phenolic hydroxy group among the acid stable structural units which have a hydroxy group is demonstrated. The acid stable structural unit is preferably one represented by the following formula (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-0)”).
Figure 2012226313
In formula (a2-0),
R a30 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a31 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. Represents a group.
ma represents an integer of 0 to 4. When ma is an integer of 2 or more, all or some of the plurality of R a31 may be the same.

a30の「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」における「炭素数1〜6のアルキル基」の具体例は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。「ハロゲン原子を有する炭素数1〜6のアルキル基」とは、該炭素数1〜6のアルキル基に含まれる水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子に置換されたものである。なお、ハロゲン原子の具体例もすでに説明したとおりである。これらのうち、Ra30は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
a31のアルコキシ基の具体例は、炭素数1〜6の範囲で、すでに例示したものを含む。これらのうち、Ra31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
Specific examples of the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom” for R a30 include those already exemplified in this range. . The “C 1-6 alkyl group having a halogen atom” is one in which at least a part of the hydrogen atoms contained in the C 1-6 alkyl group is substituted with a halogen atom. The specific example of the halogen atom is as already described. Among these, R a30 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
Specific examples of the alkoxy group of R a31 include those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among these, R a31 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group and an ethoxy group, and particularly preferably a methoxy group.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

酸安定構造単位(a2−0)の中でも、以下の式(a2−0−1)、式(a2−0−2)、式(a2−0−3)及び式(a2−0−4)のいずれかで表されるものが好ましい。かかる構造単位を誘導し得るモノマー(a1)は、例えば、特開2010−204634号公報に記載されている。

Figure 2012226313
Among the acid stable structural units (a2-0), the following formulas (a2-0-1), (a2-0-2), (a2-0-3) and (a2-0-4) Those represented by either are preferred. The monomer (a1) capable of deriving such a structural unit is described in, for example, JP 2010-204634 A.
Figure 2012226313

p−ヒドロキシスチレンやp−ヒドロキシ−α−メチルスチレンといった酸安定構造単位(a2−0)を誘導し得る酸安定モノマー[以下、場合により「酸安定モノマー(a2)」という。]を、樹脂(A)製造に用いることにより、式(a2−0−1)又は式(a2−0−2)で表される酸安定構造単位(a2−0)を、樹脂(A)に導入することができるが、該酸安定モノマー(a2)にあるフェノール性ヒドロキシ基を例えば、アセチル基のような保護基で保護し、保護化酸安定モノマー(a2)とした後、この保護化酸安定モノマー(a2)を用いて樹脂(A)を製造することもできる。保護化酸安定モノマー(a2)に由来する構造単位を有する樹脂を脱保護処理することにより、保護基を脱離することにより、酸安定構造単位(a2−0)を有する樹脂(A)を製造できる。ただし、脱保護処理を実施する際には、構造単位(a1)を著しく損なわないようにして、該脱保護処理を実施する必要がある。   Acid-stable monomer capable of deriving acid-stable structural unit (a2-0) such as p-hydroxystyrene and p-hydroxy-α-methylstyrene [hereinafter referred to as “acid-stable monomer (a2)” in some cases. ] In the production of the resin (A), the acid stable structural unit (a2-0) represented by the formula (a2-0-1) or the formula (a2-0-2) is converted into the resin (A). After the phenolic hydroxy group in the acid stable monomer (a2) is protected with a protecting group such as an acetyl group to form a protected acid stable monomer (a2), the protected acid Resin (A) can also be manufactured using a stable monomer (a2). A resin (A) having an acid-stable structural unit (a2-0) is produced by deprotecting a resin having a structural unit derived from the protected acid-stable monomer (a2), thereby removing the protecting group. it can. However, when carrying out the deprotection treatment, it is necessary to carry out the deprotection treatment without significantly damaging the structural unit (a1).

樹脂(A)が酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位に対して、5〜90モル%の範囲が好ましく、10〜85モル%の範囲が、より好ましく、15〜80モル%の範囲が特に好ましい。   When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-0), the content is preferably in the range of 5 to 90 mol%, and preferably 10 to 85 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and the range of 15 to 80 mol% is particularly preferable.

<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(a3)が有するラクトン環は例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
<Acid stable structural unit (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable structural unit (a3) may be monocyclic such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring and δ-valerolactone ring, monocyclic lactone ring and other rings. Or a condensed ring. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.

酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものである。樹脂(A)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−1)」という場合があり、式(a3−2)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−2)」という場合があり、式(a3−3)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−3)」という場合がある。

Figure 2012226313
[式(a3−1)中、
a4は、酸素原子又は*−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
a21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、p1が2以上の場合、複数のRa21の全部又は一部は同じであってもよい。
式(a3−2)中、
a5は、酸素原子又は*−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
a22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22の全部又は一部は同じであってもよい。
式(a3−3)中、
a6は、酸素原子又は*−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
a23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、r1が2以上の場合、複数のRa23の全部又は一部は同じであってもよい。] The acid stable structural unit (a3) is preferably one represented by the following formula (a3-1), formula (a3-2) or formula (a3-3). Resin (A) may have only 1 type among these, and may have 2 or more types. In the following description, the formula (a3-1) may be referred to as “acid-stable structural unit (a3-1)”, and the formula (a3-2) may be referred to as “acid-stable structure”. “Unit (a3-2)” may be referred to, and the compound represented by formula (a3-3) may be referred to as “acid-stable structural unit (a3-3)”.
Figure 2012226313
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when p1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a21 may be the same.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
q1 represents an integer of 0 to 3.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when q1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a22 may be the same.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
r1 represents an integer of 0 to 3.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. When r1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a23 may be the same. ]

式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、式(a2−1)のLa3で説明したものと同じものが挙げられる。
a4〜La6は、それぞれ独立に、酸素原子又は、k3が1〜4の整数である*−O−(CH2k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子及び、*−O−CH2−CO−O−がより好ましく、さらに好ましくは酸素原子である。
a18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、q1及びr1は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。なお、p1が2である場合、2つのRa21は互いに同一でも異なっていてもよく、q1が2である場合、2つのRa22は互いに同一でも異なっていてもよく、r1が2である場合、2つのRa23は互いに同一でも異なっていてもよい。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), L a4 to L a6 are the same as those described for L a3 in formula (a2-1).
L a4 to L a6 are each independently an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4, preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O— is more preferable, and an oxygen atom is more preferable.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1 and r1 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1. When p1 is 2, two R a21 may be the same as or different from each other. When q1 is 2, two R a22 may be the same as or different from each other, and r1 is 2. Two R a23 may be the same or different from each other.

以下、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)の各々の好適例を示す。   Hereinafter, preferred examples of the acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) will be shown.

酸安定構造単位(a3−1)の好適例は、以下の式(a3−1−1)、式(a3−1−2)、式(a3−1−3)及び式(a3−1−4)のいずれかで表されるものである。

Figure 2012226313
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-1) include the following formula (a3-1-1), formula (a3-1-2), formula (a3-1-3) and formula (a3-1-4). ).
Figure 2012226313

酸安定構造単位(a3−2)の好適例は、以下の式(a3−2−1)、式(a3−2−2)、式(a3−2−3)及び式(a3−2−4)のいずれかで表されるものである。

Figure 2012226313
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-2) include the following formula (a3-2-1), formula (a3-2-2), formula (a3-2-3) and formula (a3-2-4). ).
Figure 2012226313

酸安定構造単位(a3−3)の好適例は、以下の式(a3−3−1)、式(a3−3−2)、式(a3−3−3)及び式(a3−3−4)のいずれかで表されるものである。

Figure 2012226313
Preferred examples of the acid stable structural unit (a3-3) include the following formula (a3-3-1), formula (a3-3-2), formula (a3-3-3) and formula (a3-3-4). ).
Figure 2012226313

なお、該酸安定構造単位(a3)を誘導し得る酸安定モノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。   In addition, as an acid stable monomer which can derive | lead out this acid stable structural unit (a3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 can be mentioned, for example.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3)を有する場合、その合計含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましい。
また、モノマー(a3−1)に由来する構造単位、モノマー(a3−2)に由来する構造単位及びモノマー(a3−3)に由来する構造単位それぞれの含有量は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜60モル%が好ましく、5〜50モル%の範囲がより好ましく、10〜50モル%の範囲がさらに好ましい。
When the resin (A) has an acid stable structural unit (a3), the total content is preferably in the range of 5 to 70 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). The range of 10 to 65 mol% is more preferable, and the range of 10 to 60 mol% is more preferable.
The content of each of the structural unit derived from the monomer (a3-1), the structural unit derived from the monomer (a3-2), and the structural unit derived from the monomer (a3-3) is the total structure of the resin (A). 5-60 mol% is preferable with respect to a unit (100 mol%), the range of 5-50 mol% is more preferable, and the range of 10-50 mol% is more preferable.

以上、樹脂(A)が有する構造単位(a1)として好適な構造単位(a1−1)又は構造単位(a1−2)、酸安定構造単位として好適な酸安定構造単位(a2)又は酸安定構造単位(a3)について詳述したが、これら以外の構造単位を有していてもよく、かかる構造単位としては、当技術分野で周知の構造単位を挙げることができる。また、ここでは、分子内に酸不安定基を有する樹脂(A)を説明したが、本レジスト組成物には、酸不安定基を有さない樹脂を含有していてもよい。   As described above, the structural unit (a1-1) or the structural unit (a1-2) suitable as the structural unit (a1) of the resin (A), the acid stable structural unit (a2) or the acid stable structure suitable as the acid stable structural unit. Although the unit (a3) has been described in detail, structural units other than these may be included, and examples of the structural unit include structural units well known in the art. Although the resin (A) having an acid labile group in the molecule has been described here, the resist composition may contain a resin having no acid labile group.

<樹脂(A)の製造方法>
樹脂(A)は、構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を、さらに好ましくは、該モノマー(a1)と、酸安定構造単位を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものであり、より好ましくは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものである。なお、本レジスト組成物を例えば、EUV露光用とするうえでは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2−0)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものを挙げることができる。
樹脂(A)は、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1−1)を有することがさらに好ましい。樹脂(A)は、上述したようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供し、重合(共重合)することにより製造できる。
<Method for producing resin (A)>
The resin (A) is obtained by copolymerizing the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1), more preferably the monomer (a1) and an acid stable monomer for deriving the acid stable structural unit. More preferably, the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), and the acid-stable structural unit (a2) and / or the acid-stable structural unit (a3) are derived. Copolymerized with an acid stable monomer. For example, when the resist composition is used for EUV exposure, the monomer (a1) that induces the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), and the acid stable structural unit (a2- And an acid-stable monomer derived from 0).
The resin (A) further preferably has a structural unit (a1-1) having an adamantyl group as the structural unit (a1). The resin (A) can be produced by subjecting the monomer as described above to a known polymerization method (for example, radical polymerization method) and polymerizing (copolymerizing) it.

樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、30,000以下(より好ましくは15,000以下、さらに好ましくは、,000以下、特に好ましくは6,000以下)である。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものである。この分析の詳細な分析条件は、本願の実施例に記載する。   The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more), 30,000 or less (more preferably 15,000 or less, still more preferably 1,000 or less, particularly preferably Is 6,000 or less). In addition, the weight average molecular weight here is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis. Detailed analysis conditions for this analysis are described in the Examples of the present application.

<酸発生剤(B)>
次に、本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)について説明する。
該酸発生剤(B)は、スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤であり、酸発生剤(B)のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン及びスルホニルメチドアニオンなどがある。
<Acid generator (B)>
Next, the acid generator (B) contained in the resist composition will be described.
The acid generator (B) is an acid generator composed of a sulfonium salt or an iodonium salt, and examples of the anion of the acid generator (B) include a sulfonate anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.

酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)で表される酸発生剤(以下、場合により「酸発生剤(B1)」という。)である。

Figure 2012226313
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、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す。
b1は、単結合又は炭素数1〜17の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンを表す。] The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, more preferably an acid generator represented by the formula (B1) (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B1)”). .
Figure 2012226313
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the aliphatic saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Y represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent. The methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group.
Z + represents an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation. ]

1及びQ2のペルフルオロアルキル基の具体例は、すでに例示したアルキル基のうち、炭素数1〜6のアルキル基において、該アルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置き換わったものが該当する。具体的にいうと、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B1)としては、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、トリフルオロメチル基又はフッ素原子の酸発生剤(B1)が好ましく、Q1及びQ2がともにフッ素原子である酸発生剤(B1)がさらに好ましい。
Specific examples of the perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2 include those in which all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are replaced by fluorine atoms in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms among the already exemplified alkyl groups. Applicable. Specifically, for example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, etc. Can be mentioned.
As the acid generator (B1) contained in the resist composition, Q 1 and Q 2 are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom acid generator (B1). Q 1 and Q 2 An acid generator (B1) in which both are fluorine atoms is more preferred.

b1の脂肪族炭化水素基の具体例は、すでに例示したアルカンジイル基、及び、上述の式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基などである。 Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by L b1 include the removal of two hydrogen atoms from the alkanediyl group already exemplified and the alicyclic hydrocarbons of the above formulas (KA-1) to (KA-22). Group.

b1の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基に置き換わったものとしては、例えば、以下の式(b1−1)〜式(b1−6)のいずれかで示される基が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−6)は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、*は結合手を表し、左側の結合手は、C(Q1)(Q2)の炭素原子と結合し、右側の結合手はYと結合している。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。

Figure 2012226313
式(b1−1)〜式(b1−6)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b3は、単結合又は炭素数1〜12の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b4は、炭素数1〜13の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb3及びLb4の合計炭素数の上限は13である。
b5は、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b6及びLb7は、それぞれ独立に、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、これらの脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb6及びLb7の合計炭素数の上限は16である。
b8は、炭素数1〜14の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b9及びLb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜11の2価の脂肪族炭化水素基を表し、これらの脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb9及びLb10の合計炭素数の上限は12である。
本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)としては、これらの中でも、式(b1−1)で表される2価の基をLb1として有する酸発生剤(B1)が好ましく、Lb2が単結合又はメチレン基である式(b1−1)で表される2価の基を、Lb1として有する酸発生剤(B1)がより好ましい。 An example in which the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group of L b1 is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group is represented by any of the following formulas (b1-1) to (b1-6). Groups. Incidentally, the formula (b1-1) ~ formula (b1-6) has its left and right are described in accordance with the formula (B1), * represents a bonding hand, the left bond is C (Q 1) It is bonded to the carbon atom of (Q 2 ), and the right bond is bonded to Y. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).
Figure 2012226313
In formula (b1-1) to formula (b1-6),
L b2 represents a single bond or a C 1-15 divalent aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b3 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b4 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the total carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b6 and L b7 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and these aliphatic hydrocarbon groups are preferably aliphatic saturated hydrocarbon groups. However, the upper limit of the total carbon number of L b6 and L b7 is 16.
L b8 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b9 and L b10 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 11 carbon atoms, and these aliphatic hydrocarbon groups are preferably aliphatic saturated hydrocarbon groups. However, the upper limit of the total carbon number of L b9 and L b10 is 12.
Among these, the acid generator (B1) contained in the resist composition is preferably an acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) as L b1. The acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) where b2 is a single bond or a methylene group as L b1 is more preferable.

b1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは、式(b1−1)で表される基である。 L b1 is preferably a group represented by any one of formulas (b1-1) to (b1-4), more preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-3). And more preferably a group represented by the formula (b1-1).

式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
Figure 2012226313

式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
Figure 2012226313

式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
Figure 2012226313

式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.
Figure 2012226313

式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.
Figure 2012226313

式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.
Figure 2012226313

上述のとおり、Yは置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。この脂肪族炭化水素基のうち、Yはアルキル基及び脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数3〜12の脂環式炭化水素基がより好ましく、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基がさらに好ましい。
Yの脂肪族炭化水素基が置換基を有する場合、この置換基は例えば、ハロゲン原子(但し、フッ素原子を除く)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2j2−O−CO−Rb1で表される基(式中、Rb1は、炭素数1〜16の炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。ここでいう芳香族炭化水素基及びアラルキル基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
Yの脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基及びカルボニル基からなる群より選ばれる基(2価の基)に置き換わっていてもよい。脂環式炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わった基としては例えば、環状エーテル基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つが酸素原子に置き換わった基)、環状ケトン基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つがカルボニル基に置き換わった基)、スルトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びスルホニル基に置き換わった基)及びラクトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びカルボニル基に置き換わった基)などが挙げられる。
As above-mentioned, Y represents the C1-C18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. Among these aliphatic hydrocarbon groups, Y is preferably an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, More preferred are 3-12 alicyclic hydrocarbon groups.
When the aliphatic hydrocarbon group of Y has a substituent, the substituent is, for example, a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic having 6 to 18 carbon atoms. Group represented by a group hydrocarbon group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, a glycidyloxy group or — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 (wherein R b1 represents a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, j2 represents an integer of 0 to 4, and the like. The aromatic hydrocarbon group and aralkyl group referred to here may further have, for example, an alkyl group, a halogen atom or a hydroxy group.
The methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group for Y may be replaced with a group (divalent group) selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfonyl group and a carbonyl group. Examples of the group in which the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group include, for example, a cyclic ether group (one or two of the methylene groups constituting the alicyclic hydrocarbon group are A group in which an oxygen atom is substituted), a cyclic ketone group (a group in which one or two methylene groups constituting an alicyclic hydrocarbon group are replaced by a carbonyl group), a sultone ring group (which constitutes an alicyclic hydrocarbon group) Two adjacent methylene groups in the methylene group are replaced with oxygen atoms and sulfonyl groups, respectively, and a lactone ring group (two methylene groups adjacent in the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group, A group in which an oxygen atom and a carbonyl group are substituted, respectively).

特に、Yの脂環式炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y29)で表される基が挙げられる。

Figure 2012226313
これらの中でも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)及び式(Y27)〜式(Y29)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)、式(Y19)、式(Y27)、式(Y28)及び式(Y29)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)又は式(Y14)で表される基である。 In particular, examples of the alicyclic hydrocarbon group for Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y29).
Figure 2012226313
Among these, Preferably it is group represented by either of Formula (Y1)-Formula (Y19) and Formula (Y27)-Formula (Y29), More preferably, Formula (Y11), Formula (Y14), Formula (Y15), formula (Y19), formula (Y27), group represented by formula (Y28) and formula (Y29), more preferably represented by formula (Y11) or formula (Y14). It is a group.

Yとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of Y include the following.
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

すでに説明したとおり、Yの脂環式炭化水素基は、式(Y1)及び式(Y2)で示したようにアダマンタン環を有する基であると好ましく、これらが置換基を有する場合、その置換基はヒドロキシ基又はオキソ基が好ましい。すなわち、置換基を有する脂環式炭化水素基としては、ヒドロキシアダマンチル基及びオキソアダマンチル基がYとして特に好ましい。   As already explained, the alicyclic hydrocarbon group of Y is preferably a group having an adamantane ring as shown in formulas (Y1) and (Y2), and when these have a substituent, Is preferably a hydroxy group or an oxo group. That is, as the alicyclic hydrocarbon group having a substituent, a hydroxyadamantyl group and an oxoadamantyl group are particularly preferable as Y.

スルホン酸アニオンの好適例を具体的に示すと、式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンを挙げることができる。この式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンにおいて、Lb1は式(b1−1)で表される基が好ましい。また、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に、Yの脂肪族炭化水素基に任意に有することもある置換基として定義したものであり、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチル基がより好ましい。

Figure 2012226313
Specific examples of the sulfonate anion include sulfonate anions represented by any one of the formulas (b1-1-1) to (b1-1-1-9). In the sulfonate anion represented by any one of formulas (b1-1-1) to (b1-1-1-9), L b1 is preferably a group represented by formula (b1-1). R b2 and R b3 are each independently defined as a substituent that may optionally be present in the aliphatic hydrocarbon group of Y, preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, A methyl group is more preferred.
Figure 2012226313

式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンの具体例は例えば、特開2010−204646号公報に記載されているスルホン酸アニオンを挙げることができる。   Specific examples of the sulfonate anion represented by any one of the formulas (b1-1-1) to (b1-1-9) include sulfonate anions described in JP 2010-204646 A, for example. be able to.

以下、好ましいスルホン酸アニオンとして、Lb1が、式(b1−1)で表される基であり、Yが、式(Y1)又は式(Y2)で表される脂環式炭化水素基である具体例を挙げる。Yが無置換の脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−1)〜式(b1−s−9)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Hereinafter, as a preferable sulfonate anion, L b1 is a group represented by the formula (b1-1), and Y is an alicyclic hydrocarbon group represented by the formula (Y1) or the formula (Y2). A specific example is given. Examples of the sulfonate anion in which Y is an unsubstituted alicyclic hydrocarbon group include those represented by any of the following formulas (b1-s-1) to (b1-s-9).
Figure 2012226313

Yがヒドロキシ基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−10)〜式(b1−s−18)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having a hydroxy group include those represented by any of the following formulas (b1-s-10) to (b1-s-18). .
Figure 2012226313

Yが環状ケトン基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−19)〜式(b1−s−29)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313

Figure 2012226313
Examples of the sulfonate anion in which Y is a cyclic ketone group include those represented by any of the following formulas (b1-s-19) to (b1-s-29).
Figure 2012226313

Figure 2012226313

Yが芳香族基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−30)〜式(b1−s−35)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having an aromatic group include those represented by any of the following formulas (b1-s-30) to (b1-s-35). It is done.
Figure 2012226313

Yが、前記ラクトン環基又は前記スルホン酸環基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−36)〜式(b1−s−41)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Examples of the sulfonate anion in which Y is the lactone ring group or the sulfonic acid ring group include those represented by any of the following formulas (b1-s-36) to (b1-s-41). It is done.
Figure 2012226313

また、Yはアルキル基であってもよい。このようなスルホン酸アニオンとしては例えば、以下の式(b1−s−42)で表されるものが挙げられる。

Figure 2012226313
Y may be an alkyl group. Examples of such a sulfonate anion include those represented by the following formula (b1-s-42).
Figure 2012226313

酸発生剤(B)に含まれるカチオン(Z)は、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンであり、好ましくは、有機スルホニウムカチオン、より好ましくは、アリールスルホニウムカチオンである。 The cation (Z + ) contained in the acid generator (B) is an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation, preferably an organic sulfonium cation, and more preferably an arylsulfonium cation.

式(B1)中のZ+は、好ましくは式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される。

Figure 2012226313
Z + in formula (B1) is preferably represented by any of formula (b2-1) to formula (b2-4).
Figure 2012226313

式(b2−1)〜式(b2−4)において、
b4、Rb5及びRb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を表し、この炭化水素基のうちでは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましい。該アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を有していてもよく、該脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよく、該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の飽和環状炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を有していてもよい。また、Rb4とRb5が一緒になってイオウ原子を含む環を形成してもよい。
b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
b9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表すか、Rb9とRb10とは、それらが結合する硫黄原子とともに互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成する。該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わってもよい。
b11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
b9〜Rb11は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基であり、この脂肪族炭化水素基がアルキル基である場合、その炭素数は1〜12であると好ましく、この脂肪族炭化水素基が脂環式炭化水素基である場合、その炭素数は3〜18であると好ましく、4〜12であるとさらに好ましい。
b12は、炭素数1〜18の炭化水素基を表し、該炭化水素基のうち、芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基を有していてもよい。
b11とRb12は、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)は脂肪族環又は、該脂肪族環を構成するメチレン基が、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっている環である。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 , R b5 and R b6 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and among these hydrocarbon groups, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and an oil having 3 to 18 carbon atoms A cyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms are preferred. The alkyl group may have a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group includes a halogen atom and a carbon number. The aromatic hydrocarbon group may have 2 to 4 acyl groups or glycidyloxy groups, and the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a saturated cyclic carbonization having 3 to 18 carbon atoms. You may have a hydrogen group or a C1-C12 alkoxy group. R b4 and R b5 may be combined to form a ring containing a sulfur atom.
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.
R b9 and R b10 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or R b9 and R b10 are a sulfur atom to which they are bonded. Together with each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). The methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
R b11 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
R b9 to R b11 are each independently an aliphatic hydrocarbon group, and when the aliphatic hydrocarbon group is an alkyl group, the number of carbon atoms is preferably 1 to 12, and the aliphatic hydrocarbon group Is an alicyclic hydrocarbon group, the carbon number thereof is preferably 3 to 18, and more preferably 4 to 12.
R b12 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and among the hydrocarbon groups, the aromatic hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a carbon number It may have a 3-18 alicyclic hydrocarbon group or an alkylcarbonyloxy group having 1-12 carbon atoms.
R b11 and R b12 may be bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), and these 3- to 12-membered rings (preferably a 3-membered ring) (Membered ring to 7-membered ring) is an aliphatic ring or a ring in which the methylene group constituting the aliphatic ring is replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.

b13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
b11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
o2、p2、s2及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2が2以上であるとき、複数のRb13の全部又は一部は同じであってもよい。p2が2以上であるとき、複数のRb14の全部又は一部は同じであってもよい。q2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。r2が2以上であるとき、複数のRb16の全部又は一部は同じであってもよい。s2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。t2が2以上であるとき、複数のRb18の全部又は一部は同じであってもよい。
R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b11 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When o2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b13 may be the same. When p2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b14 may be the same. When q2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When r2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b16 may be the same. When s2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When t2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b18 may be the same.

b12のアルキルカルボニルオキシ基としては、すでに例示したアシル基と酸素原子とが結合したものである。 The alkylcarbonyloxy group for R b12 is a group in which the acyl group already exemplified and an oxygen atom are bonded.

b9〜Rb12のアルキル基の好適例は、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、オクチル基及び2−エチルヘキシル基などである。
b9〜Rb11の脂環式炭化水素基の好適例は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基及びイソボルニル基などである。
b12の芳香族炭化水素基の好適例は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基及びナフチル基などである。
b12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものは、典型的にはアラルキル基である。
b9とRb10との組み合わせが結合して形成する環としては例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
b11とRb12との組み合わせが結合して形成する環としては例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
Preferred examples of the alkyl group represented by R b9 to R b12 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. And 2-ethylhexyl group.
Preferable examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by R b9 to R b11 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclodecyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- ( Adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group for R b12 include phenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, And biphenylyl and naphthyl groups.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b9 and R b10 include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Etc.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

かかるスルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンの具体例は、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。   Specific examples of the sulfonium cation and the iodonium cation include those described in JP 2010-204646 A.

例示した有機カチオンの中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機カチオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という。〕がより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0である。)又はトリトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=1であり、Rb19、Rb20及びRb21がいずれもメチル基である。)がさらに好ましい。

Figure 2012226313
式(b2−1−1)中、
b19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。また、Rb19〜Rb21から選ばれる2つが一緒になってヘテロ原子を有してもよい環を形成してもよい。
該脂肪族炭化水素基の炭素数は1〜12であると好ましく、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数4〜18の脂環式炭化水素基がより好ましく、さらには置換基として、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよい。
v2、w2及びx2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19の全部又は一部は同じであってもよく、w2が2以上のとき、複数のRb20の全部又は一部は同じであってもよく、x2が2以上のとき、複数のRb21の全部又は一部は同じであってもよい。
なかでも、Rb19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基である。 Among the exemplified organic cations, the cation (b2-1) is preferable, and an organic cation represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)”. ], More preferably a triphenylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0) or a tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = X2 = 1, and R b19 , R b20 and R b21 are all methyl groups).
Figure 2012226313
In formula (b2-1-1),
R b19 , R b20 and R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is also possible to form two of which may have a hetero atom together ring selected from R b19 to R b21.
The aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms. You may have an atom, a hydroxy group, a C1-C12 alkoxy group, a C6-C18 aromatic hydrocarbon group, a C2-C4 acyl group, or a glycidyloxy group.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b19 may be the same, and when w2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b20 may be the same, and x2 is When two or more, all or some of the plurality of R b21 may be the same.
Among them, R b19 , R b20 and R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is a group.

酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。上述のアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができ、好ましくは、(b1−1−1)〜(b1−1−9)のいずれかのスルホン酸アニオンと、(b2−1−1)の有機カチオンとの組合せ、並びに、(b1−1−3)〜(b1−1−5)のいずれかのスルホン酸アニオンと、(b2−3)の有機カチオンとの組合せが挙げられる。   The acid generator (B1) is a combination of the above-described sulfonate anion and organic cation. The above-mentioned anion and cation can be arbitrarily combined. Preferably, any one of the sulfonate anions of (b1-1-1) to (b1-1-9) and the organic of (b2-1-1) Combinations with cations, and combinations of the sulfonate anions of (b1-1-3) to (b1-1-5) with the organic cations of (b2-3) can be mentioned.

酸発生剤(B1)としては、好ましくは、式(B1−1)〜式(B1−22)で表される塩が挙げられ、より好ましくは、トリフェニルスルホニウムカチオン又はトリトリルスルホニウムカチオンを含む式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)及び式(B1−14)、式(B1−21)で表される塩が挙げられる。   The acid generator (B1) is preferably a salt represented by the formula (B1-1) to the formula (B1-22), more preferably a formula containing a triphenylsulfonium cation or a tolylsulfonium cation. (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11), Formula (B1-12), Formula ( And salts represented by formula (B1-13), formula (B1-14), and formula (B1-21).

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313

Figure 2012226313
Figure 2012226313

Figure 2012226313

酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは25質量部以下)である。
本発明のレジスト組成物においては、酸発生剤(B)は、単独でも複数種の酸発生剤を含有していてもよい。
The content of the acid generator (B) is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 30 parts by mass or less (more preferably 25 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the resin (A). Part or less).
In the resist composition of the present invention, the acid generator (B) may contain a single acid generator or a plurality of acid generators.

<塩基性化合物(C)>
本レジスト組成物は、塩(X)を含有することにより、優れたCD均一性を有するレジストパターンを製造することができる。さらには優れたマスクエラーファクターを有するレジストパターン製造も可能にする。また、本レジスト組成物は、塩(X)に加え、さらに、塩(X)とは異なる塩基性化合物(C)、特に上述のクエンチャーとして機能する塩基性化合物(C)を含有していてもよい。
<Basic compound (C)>
The resist composition can produce a resist pattern having excellent CD uniformity by containing the salt (X). Furthermore, it is possible to manufacture a resist pattern having an excellent mask error factor. In addition to the salt (X), the present resist composition further contains a basic compound (C) different from the salt (X), in particular, the basic compound (C) functioning as the quencher described above. Also good.

塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性のアミン、アンモニウム塩又はこれらの組み合わせである。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。   The basic compound (C) is preferably a basic amine, an ammonium salt or a combination thereof. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The basic compound (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to the formula (C8), more preferably a compound represented by the formula (C1-1).

Figure 2012226313
[式(C1)中、
c1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、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5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。]
Figure 2012226313
[In the formula (C1),
R c1 , R c2 and R c3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group The hydrogen atom contained is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It may be. ]

Figure 2012226313
[式(C1−1)中、
c2及びRc3は、前記と同義である。
c4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5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4の全部又は一部は同じであってもよい。]
Figure 2012226313
[In the formula (C1-1),
R c2 and R c3 are as defined above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c4 may be the same. ]

Figure 2012226313
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
c5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
c9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9の全部又は一部は同じであってもよい。]
Figure 2012226313
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4),
R c5 , R c6 , R c7 and R c8 are each independently synonymous with R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c9 may be the same. ]

Figure 2012226313
[式(C5)及び式(C6)中、
c10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
c14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14の全部又は一部は同じであってもよい。p3が2以上であるとき、複数のRc15の全部又は一部は同じであってもよい。
c1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012226313
[In Formula (C5) and Formula (C6),
R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 are each independently synonymous with R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently have the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3. When o3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c14 may be the same. When p3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c15 may be the same.
L c1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

Figure 2012226313

[式(C7)及び式(C8)中、
c18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18の全部又は一部は同じであってもよい。r3が2以上であるとき、複数のRc19の全部又は一部は同じであってもよい。s3が2以上であるとき、複数のRc20の全部又は一部は同じであってもよい。 Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012226313

[In Formula (C7) and Formula (C8),
R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently has the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represents an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c18 may be the same. When r3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c19 may be the same. When s3 is 2 or more, all or some of the plurality of R c20 may be the same. L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、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、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、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、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、及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、より好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。   Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2- Examples include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, and 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane. Isopropyl aniline, and more preferably include include 2,6-diisopropylaniline.

式(C2)で表される化合物としては、ピペラジンなどが挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリンなどが挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール及び4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン及び4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、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、2,2’−ジピリジルアミン及び2,2’−ジピコリルアミン、ビピリジンなどが挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine and 2,2′-dipiconylamine, bipyridine and the like.

アンモニウム塩としては、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、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラ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及びテトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリンなどが挙げられる。   As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Examples include ammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium salicylate and choline.

<溶剤(D)>
必要に応じて本レジスト組成物に含有される溶剤(D)は、用いる塩(X)や樹脂(A)などの種類及びその量と、酸発生剤(B)[特に、酸発生剤(B1)]の種類及びその量などに応じ、さらに後述するレジストパターンの製造において、基板上に本レジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
<Solvent (D)>
If necessary, the solvent (D) contained in the resist composition includes the type and amount of the salt (X) and resin (A) used, the acid generator (B) [particularly, the acid generator (B1). )]], And in the production of a resist pattern, which will be described later, it is possible to appropriately select an optimal one from the viewpoint of good applicability when the resist composition is applied on a substrate. it can.

溶剤(D)としては、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;等を挙げることができる。溶剤(D)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent (D) include 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; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and And esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; A solvent (D) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<その他の成分>
本レジスト組成物は、塩(X)、樹脂(A)及び酸発生剤(B)並びに必要に応じて用いられる溶剤(D)及び塩基性化合物(C)以外の構成成分を含有していてもよい。この構成成分を「成分(F)」という場合がある。かかる成分(F)としては、本技術分野で公知の添加剤、例えば、樹脂(A)以外の高分子化合物、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤及び染料などが挙げられる。
<Other ingredients>
The resist composition may contain components other than the salt (X), the resin (A), the acid generator (B), and the solvent (D) and the basic compound (C) used as necessary. Good. This component may be referred to as “component (F)”. Examples of the component (F) include additives known in the art, for example, polymer compounds other than the resin (A), sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, and dyes.

<本レジスト組成物の調製方法>
本レジスト組成物は、通常、溶剤(D)の存在下で、塩(X)、樹脂(A)及び酸発生剤(B)を混合することで調製することができる。さらに、上述のとおり必要に応じて塩基性化合物(C)及び/又は成分(F)を混合してもよい。混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂(A)などの種類や樹脂(A)などの溶剤(D)に対する溶解度などに応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
本発明のレジスト組成物を調製する際に用いる各成分の使用量を選択することにより、本発明のレジスト組成物中の各成分の含有量を調節することができる。
<Preparation method of the present resist composition>
The present resist composition can be usually prepared by mixing the salt (X), the resin (A) and the acid generator (B) in the presence of the solvent (D). Furthermore, you may mix a basic compound (C) and / or a component (F) as needed as above-mentioned. The mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select the suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to solvent (D), such as a kind (resin (A)), such as resin (A). An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
By selecting the amount of each component used when preparing the resist composition of the present invention, the content of each component in the resist composition of the present invention can be adjusted.

本レジスト組成物における塩(X)の含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下であり、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上であり、さらに好ましくは0.05質量%以上である。なお、ここでいう固形分とは、本レジスト組成物から溶剤(D)を取り除いたもののことをいう。該固形分は、本レジスト組成物を液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどの分析に供することにより求めることができる。   The content ratio of the salt (X) in the resist composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less, based on the solid content of the resist composition. Preferably it is 0.001 mass% or more, More preferably, it is 0.01 mass% or more, More preferably, it is 0.05 mass% or more. In addition, solid content here means what remove | excluded the solvent (D) from this resist composition. The solid content can be determined by subjecting the resist composition to analysis such as liquid chromatography and gas chromatography.

本レジスト組成物における樹脂(A)の含有割合は、本レジスト組成物の固形分を基準に好ましい範囲が定められる。具体的は、該固形分の質量を基準として、樹脂(A)は80質量%以上99質量%以下であることが好ましい。   A preferable range of the content ratio of the resin (A) in the resist composition is determined based on the solid content of the resist composition. Specifically, the resin (A) is preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less based on the mass of the solid content.

本レジスト組成物における酸発生剤(B)の含有割合は、樹脂(A)の含有量に対して好ましい範囲に設定される。具体的には、樹脂(A)の含有量に対して、酸発生剤(B)が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上であり、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。   The content rate of the acid generator (B) in this resist composition is set to a preferable range with respect to the content of the resin (A). Specifically, the acid generator (B) is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably based on the content of the resin (A). Is 35% by mass or less.

本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を含有させる場合、その含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。なお、本レジスト組成物に、この塩基性化合物(C)を含有する場合、塩(X)の含有量を基準にして、塩基性化合物(C)の含有量を定めることも好ましい。具体的にいうと、塩基性化合物(C)の含有量は、塩(X)の総含有量100質量部に対して、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、さらに好ましくは100質量部以下にする。また、本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を含有する場合、該塩基性化合物(C)と塩(X)との合計含有量は、本レジスト組成物の固形分中、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。   When the basic compound (C) is contained in the resist composition, the content ratio is preferably about 0.01 to 5% by mass with respect to the solid content of the resist composition, more preferably 0.8. It is about 01 to 3% by mass, particularly preferably about 0.01 to 1% by mass. In addition, when this basic composition (C) is contained in this resist composition, it is also preferable to determine content of a basic compound (C) on the basis of content of salt (X). Specifically, the content of the basic compound (C) is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably with respect to 100 parts by mass of the total content of the salt (X). 100 parts by mass or less. When the basic composition (C) is contained in the resist composition, the total content of the basic compound (C) and the salt (X) is preferably 2 mass in the solid content of the resist composition. % Or less, more preferably 1% by mass or less.

本レジスト組成物中の溶剤(D)の含有割合は、本レジスト組成物の総量に対して、90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、例えば99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。   The content ratio of the solvent (D) in the present resist composition is 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, based on the total amount of the present resist composition. It is 9 mass% or less, Preferably it is 99 mass% or less.

本レジスト組成物に成分(F)を含有させる場合、該成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を調節可能である。   When the resist composition contains the component (F), the appropriate content can be adjusted according to the type of the component (F).

このように、塩(X)、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び溶剤(D)、並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.01〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。   Thus, preferable content of each of the salt (X), the resin (A), the acid generator (B) and the solvent (D), and the basic compound (C) or the component (F) used as necessary. It is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.01 to 0.2 μm.

<レジストパターンの製造方法>
本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法を具体的に示すと、
(1)本レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を、現像する工程
を含むものである。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
<Method for producing resist pattern>
Specifically showing a method for producing a resist pattern using the present resist composition,
(1) a step of applying the resist composition on a substrate;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating. Hereinafter, each of the steps shown here is referred to as “step (1)” to “step (5)”.

工程(1)における本レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーターなど、半導体の微細加工のレジスト材料塗布用として広く用いられている塗布装置によって行うことができる。かくして基板上に、本レジスト組成物からなる塗布膜が形成される。当該塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、該塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験などを行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本レジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、本レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成しておいたりすることもできる。この反射防止膜の形成には例えば、市販の有機反射防止膜用組成物を用いることができる。   Application of the resist composition on the substrate in the step (1) can be performed by a coating apparatus widely used for applying a resist material for semiconductor microfabrication, such as a spin coater. Thus, a coating film made of the present resist composition is formed on the substrate. The film thickness of the coating film can be adjusted by variously adjusting the conditions (coating conditions) of the coating apparatus, and by applying an appropriate preliminary experiment, the coating film can be applied to have a desired film thickness. You can choose the conditions. Various substrates to be subjected to microfabrication can be selected as the substrate before applying the resist composition. The substrate can be washed or an antireflection film can be formed before applying the resist composition. For example, a commercially available composition for an organic antireflection film can be used for forming the antireflection film.

工程(2)においては、基板上に塗布された本レジスト組成物、すなわち塗布膜を乾燥させて、溶剤(D)を除去する。乾燥は、例えば、ホットプレートなどの加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該塗布膜から溶剤(D)を蒸発させることにより行われる。乾燥条件は、本レジスト組成物に含有される溶剤(D)の種類等に応じて選択でき、例えばホットプレートを用いる加熱手段では、該ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にして行うことが好ましい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、塗布膜が形成された基板を封入した後、該減圧機の内部圧力を1〜1.0×10Pa程度にして行うことが好ましい。かくして塗布膜から溶剤(D)を除去することにより、該基板上には組成物層が形成される。 In the step (2), the present resist composition coated on the substrate, that is, the coated film is dried to remove the solvent (D). In the drying, for example, the solvent (D) is evaporated from the coating film by a heating means using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), a decompression means using a decompression device, or a combination of these means. Is done. The drying conditions can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in a heating means using a hot plate, the surface temperature of the hot plate is set in the range of about 50 to 200 ° C. Preferably it is done. In the decompression means, it is preferable to enclose the substrate on which the coating film is formed in an appropriate decompressor, and then set the internal pressure of the decompressor to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. Thus, by removing the solvent (D) from the coating film, a composition layer is formed on the substrate.

工程(3)は該組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光する工程である。露光には、微細加工を実施しようとする所望のパターンが形成されたマスク(フォトマスク)を介して露光が行われる。露光機の露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するものなど、種々のものを用いることができる。また、該露光機は液浸露光機であってもよい。また、露光機は、電子線、超紫外光(EUV)を照射するものであってもよい。本明細書において、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という場合がある。
マスクを介して露光することにより、該組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる酸発生剤(酸発生剤(B))が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸の作用により、樹脂(A)にある酸不安定基が脱保護反応により親水性を生じるため、露光部の組成物層にある樹脂(A)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けないため、樹脂(A)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違することとなる。
Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably a step of exposing the composition layer using an exposure machine. The exposure is performed through a mask (photomask) on which a desired pattern to be finely processed is formed. As an exposure light source of the exposure machine, an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), or a solid-state laser light source (YAG In addition, various lasers such as those that emit laser light from a far ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region by converting the wavelength of laser light from a semiconductor laser or the like can be used. The exposure machine may be an immersion exposure machine. The exposure machine may irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV). In this specification, irradiating these radiations may be collectively referred to as “exposure”.
By exposing through a mask, the composition layer has an exposed portion (exposed portion) and an unexposed portion (unexposed portion). In the composition layer of the exposed portion, the acid generator (acid generator (B)) contained in the composition layer receives an exposure energy to generate an acid, and is further in the resin (A) by the action of the generated acid. Since the acid labile group is rendered hydrophilic by the deprotection reaction, the resin (A) in the composition layer in the exposed area becomes soluble in the alkaline aqueous solution. On the other hand, since the exposure energy is not received in the unexposed area, the resin (A) remains insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution. The solubility of the composition layer in the exposed area and the composition layer in the unexposed area are significantly different from each other in the aqueous alkali solution.

工程(4)においては、露光後の組成物層に加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)が行われる。かかる加熱処理は前記工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段などが好ましい。なお、工程(4)において、ホットプレートを用いる加熱手段を行う場合、該ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がより好ましい。当該加熱処理により、上記脱保護反応が促進される。   In step (4), the composition layer after exposure is subjected to heat treatment (so-called post-exposure baking). Such heat treatment is preferably the heating means using the hot plate shown in the step (2). In addition, when performing the heating means using a hot plate in the step (4), the surface temperature of the hot plate is preferably about 50 to 200 ° C, more preferably about 70 to 150 ° C. The deprotection reaction is promoted by the heat treatment.

工程(5)は、加熱後の組成物層を現像する工程であり、好ましくは、加熱後の組成物層を現像装置により現像する。現像する工程で、加熱後の組成物層をアルカリ水溶液と接触させると、露光部の組成物層は該アルカリ水溶液に溶解して除去され、未露光部の組成物層は基板上に残るため、基板上にレジストパターンが製造される。
前記アルカリ水溶液としては、「アルカリ現像液」と称される本技術分野で公知のものを用いることができる。該アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液や(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)の水溶液などが挙げられる。
Step (5) is a step of developing the heated composition layer, and preferably the heated composition layer is developed with a developing device. In the step of developing, when the heated composition layer is brought into contact with an alkaline aqueous solution, the exposed composition layer is dissolved and removed in the alkaline aqueous solution, and the unexposed composition layer remains on the substrate. A resist pattern is manufactured on the substrate.
As the alkaline aqueous solution, those known in this technical field called “alkaline developer” can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).

現像後、レジストパターンは、好ましくは超純水などでリンス処理を行うことが好ましい。さらに基板及びレジストパターン上に残存している水分を除去することが好ましい。   After development, the resist pattern is preferably rinsed with ultrapure water or the like. Furthermore, it is preferable to remove moisture remaining on the substrate and the resist pattern.

以上のような工程(1)〜工程(5)を含むレジストパターン製造方法によれば、本レジスト組成物は、優れたCD均一性を有するレジストパターンを製造できる。また、本レジスト組成物はたとえば、マスクエラーファクターに優れたレジストパターンを製造できるという効果も発現し得る。   According to the resist pattern manufacturing method including the steps (1) to (5) as described above, the resist composition can manufacture a resist pattern having excellent CD uniformity. Moreover, this resist composition can also exhibit the effect that the resist pattern excellent in the mask error factor can be manufactured, for example.

<用途>
上述のように、本レジスト組成物は、電子線描画(EB)用又はEUV露光用のレジスト組成物として好適であるのみならず、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物としても好適である。
<Application>
As described above, the resist composition is suitable not only as a resist composition for electron beam lithography (EB) or EUV exposure, but also as a resist composition for KrF excimer laser exposure and for ArF excimer laser exposure. It is also suitable as a resist composition.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記ないかぎり質量基準である。
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)により求めた値である。
カラム:TSKgel G4000HXL+TSKgel G2000HXL
+ guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content and the amount used are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type manufactured by Tosoh Corporation) using polystyrene as a standard product.
Column: TSKgel G4000H XL + TSKgel G2000H XL
+ Guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)

樹脂(A)の製造に用いたモノマーを以下に示す。

Figure 2012226313
これらのモノマーはすでに説明したものであるが、以下、その式番号に応じて「モノマー(a1−1−2)」などという。 The monomer used for manufacture of resin (A) is shown below.
Figure 2012226313
These monomers have already been described, and are hereinafter referred to as “monomer (a1-1-2)” depending on the formula number.

合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(a3−2−3)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(a3−2−3))が30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.1×10の樹脂A1(共重合体)を収率65%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。

Figure 2012226313
Synthesis Example 1 [Synthesis of Resin A1]
As the monomer, using monomer (a1-1-3), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-1-1) and monomer (a3-2-3), The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-1-1): monomer (a3-2-3)) It mixed so that it might become 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added, and it was set as the solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, and heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained was dissolved again in dioxane, and the solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent was precipitated twice, and the resin was filtered twice, and the weight average molecular weight was 8. 1 × 10 3 resin A1 (copolymer) was obtained with a yield of 65%. This resin A1 has the following structural units.
Figure 2012226313

合成例2〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1))が50:25:25となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを80℃で約8時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量9.2×10の樹脂A2(共重合体)を収率60%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。

Figure 2012226313
Synthesis Example 2 [Synthesis of Resin A2]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a2-1-1) and monomer (a3-1-1) were used, and the molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a2-1) -1): The monomer (a3-1-1)) was mixed so as to be 50:25:25, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, based on the total monomer amount, and these are heated at 80 ° C. for about 8 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 9. 2 × 10 3 resin A2 (copolymer) was obtained with a yield of 60%. This resin A2 has the following structural units.
Figure 2012226313

合成例3〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1))が、30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.0×10の樹脂A3(共重合体)を収率60%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものである。

Figure 2012226313
Synthesis Example 3 [Synthesis of Resin A3]
As the monomer, using monomer (a1-1-3), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3) and monomer (a3-1-1), The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1-1)) , 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.0. A × 10 3 resin A3 (copolymer) was obtained in a yield of 60%. This resin A3 has the following structural units.
Figure 2012226313

合成例4〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−5−1)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−5−1):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1))が、30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.4×10の樹脂A4(共重合体)を収率62%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。

Figure 2012226313
Synthesis Example 4 [Synthesis of Resin A4]
As the monomer, using monomer (a1-1-3), monomer (a1-5-1), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3) and monomer (a3-1-1), The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-5-1): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1-1)) , 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.4. × 10 3 of the resin A4 (copolymer) was obtained in 62% yield. This resin A4 has the following structural units.
Figure 2012226313

実施例1〜10及び比較例1
以下の表1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、レジスト組成物を調製した。
Examples 1 to 10 and Comparative Example 1
The components shown in Table 1 below were mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.

<樹脂(A)>
樹脂A1〜樹脂A4
<酸発生剤(B)>
B1−3(特開2010−152341号公報記載の方法に従って合成):

Figure 2012226313
B1−21(特開2007−161707号公報記載の方法に従って合成):
Figure 2012226313
<Resin (A)>
Resin A1 to Resin A4
<Acid generator (B)>
B1-3 (synthesized according to the method described in JP2010-152341A):
Figure 2012226313
B1-21 (synthesized according to the method described in JP 2007-161707 A):
Figure 2012226313

<塩(X)>
化合物X1(東京化成より入手):

Figure 2012226313
化合物X11(国際公開第2007/045386号記載の方法に従って合成):
Figure 2012226313
化合物X21(Aldlichより入手):
Figure 2012226313
<Salt (X)>
Compound X1 (obtained from Tokyo Kasei):
Figure 2012226313
Compound X11 (synthesized according to the method described in WO2007 / 045386):
Figure 2012226313
Compound X21 (obtained from Aldrich):
Figure 2012226313

<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物C1:2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成より入手)
<Basic compound (C)>
Basic compound C1: 2,6-diisopropylaniline (obtained from Tokyo Kasei)

<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
2−ヘプタノン 20.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts 2-heptanone 20.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts

シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC−29;日産化学(株)製)を塗布して、205℃、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した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。レジスト組成物を塗布したシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベークし、レジスト膜を形成した。レジスト膜が形成されたシリコンウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー(XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光)で、コンタクトホールパターン(ホールピッチ100nm/ホール径70nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、前記シリコンウェハを、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク処理した。次いでこのシリコンウェハを、2.38%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い、レジストパターンを得た。
An organic antireflection film having a thickness of 780 mm is formed by applying a composition for organic antireflection film (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) to a silicon wafer and baking it at 205 ° C. for 60 seconds. Formed. Subsequently, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm. The silicon wafer coated with the resist composition was pre-baked on a direct hot plate at a temperature described in the “PB” column of Table 1 for 60 seconds to form a resist film. ArF excimer stepper for immersion exposure (XT: 1900Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light) on a silicon wafer on which a resist film is formed, and a contact hole pattern (hole pitch 100 nm / Using a mask for forming a hole diameter of 70 nm, exposure was performed while changing the exposure amount stepwise. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, the silicon wafer was post-exposure baked on a hot plate at a temperature described in the “PEB” column of Table 1 for 60 seconds. Next, this silicon wafer was subjected to paddle development for 60 seconds with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to obtain a resist pattern.

各レジスト膜において、ホール径70nmのマスクで形成したパターンのホール径が55nmとなる露光量を実効感度とした。   In each resist film, an exposure amount at which the hole diameter of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm was 55 nm was defined as effective sensitivity.

Figure 2012226313
Figure 2012226313

<CD均一性(CDU)評価>
実効感度において、前記マスクを用いて形成したレジストパターンを以下のようにして評価した。一つのホールにつき24箇所ホール径を測定し、その平均値を一つのホールの平均ホール径とした。同一レジストパターン内について、同様の平均ホール径測定を400箇所測定し、それらを母集団として標準偏差を求めることで、CDUを求めた。この値が小さいほど、レジストパターンはCD均一性に優れているといえる。
これらの結果を表2に示す。
<Evaluation of CD uniformity (CDU)>
In terms of effective sensitivity, the resist pattern formed using the mask was evaluated as follows. 24 hole diameters were measured for each hole, and the average value was taken as the average hole diameter of one hole. For the same resist pattern, the same average hole diameter measurement was performed at 400 locations, and the standard deviation was determined using them as a population to obtain the CDU. It can be said that the smaller this value, the better the CD uniformity of the resist pattern.
These results are shown in Table 2.

<マスクエラーファクター(MEF)評価>
実効感度において、ホール径がそれぞれ72nm、71nm、70nm、69nm、68nmのマスクで形成されたパターンの、マスクホール径を横軸、各パターンのホール径を縦軸にプロットした時の直線の傾きをMEFとして算出した。この値が小さいほど、レジストパターンのマスクエラーファクターは優れているといえる。
これらの結果を表2に示す。
<Evaluation of mask error factor (MEF)>
In terms of effective sensitivity, the slope of a straight line when plotting the mask hole diameter on the horizontal axis and the hole diameter of each pattern on the vertical axis of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 72 nm, 71 nm, 70 nm, 69 nm, and 68 nm, respectively. Calculated as MEF. It can be said that the smaller this value, the better the mask error factor of the resist pattern.
These results are shown in Table 2.

Figure 2012226313
Figure 2012226313

本発明のレジスト組成物を用いれば、優れたCD均一性(CDU)を有するレジストパターンを製造できるので、半導体の微細加工に有用である。   If the resist composition of the present invention is used, a resist pattern having excellent CD uniformity (CDU) can be produced, which is useful for fine processing of semiconductors.

Claims (9)

以下の(A)、(B)及び(X)を含有するレジスト組成物。
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂、
(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤、
(X)式(I)で表される塩
Figure 2012226313
[式(I)中、
及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
及びRは、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、SO 、CO 又はOを表す。
Wは、式(W−I)
Figure 2012226313
(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。)
で表される基である。]
A resist composition containing the following (A), (B) and (X).
(A) a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
(B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt,
(X) a salt represented by the formula (I)
Figure 2012226313
[In the formula (I),
L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group of 1 to 6) or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 4 represents SO 3 , CO 2 or O .
W is the formula (W-I)
Figure 2012226313
(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )
It is group represented by these. ]
前記式(I)のLが、以下の式(I−1)で表される基である請求項1記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
(式(I−1)中、
及びRは、ヒドロキシ基を有していてもよいアルカンジイル基を表し、R及びRの合計炭素数は、2〜10の範囲である。
2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。)
The resist composition according to claim 1, wherein L 1 in the formula (I) is a group represented by the following formula (I-1).
Figure 2012226313
(In the formula (I-1),
R 6 and R 7 represent an alkanediyl group which may have a hydroxy group, and the total carbon number of R 6 and R 7 is in the range of 2 to 10.
Two * 's represent a bond, the left * is a bond with W, and the * on the right is a bond with a nitrogen atom. )
前記式(I)のLが、
*−CH(CH)−CH−CH−CO−NH−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、左側の*はWとの結合手であり、右側の*は窒素原子との結合手である。oは1〜6の整数を表す。)
である請求項1記載のレジスト組成物。
L 1 in the formula (I) is
* —CH (CH 3 ) —CH 2 —CH 2 —CO—NH— (CH 2 ) o — *
(Two * 's represent a bond, the left * represents a bond with W, and the right * represents a bond with a nitrogen atom. O represents an integer of 1 to 6.)
The resist composition according to claim 1.
前記式(I)のLが、
*−(CH−*
(2つの*は結合手を表し、lは1〜12の整数を表す。この基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、当該メチレン基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わってもよい。)
である請求項1〜3のいずれか記載のレジスト組成物。
L 2 in the formula (I) is
*-(CH 2 ) l- *
(Two * 's represent a bond, and l represents an integer of 1 to 12. The methylene group constituting this group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the methylene group is , May be replaced by a fluorine atom or a hydroxy group.)
The resist composition according to any one of claims 1 to 3.
前記(B)が、以下の式(B1)で表される塩からなる酸発生剤である請求項1〜4のいずれか記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、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す。
b1は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンを表す。]
The resist composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the (B) is an acid generator composed of a salt represented by the following formula (B1).
Figure 2012226313
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. .
Y represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfonyl group Alternatively, it may be replaced with a carbonyl group.
Z + represents an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation. ]
前記式(B1)のLb1が、以下の式(b1−1)で表される基である請求項5記載のレジスト組成物。
Figure 2012226313
[式(b1−1)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
2つの*は結合手を表し、左側の*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子との結合手、右側の*は、Yとの結合手である。]
The resist composition according to claim 5, wherein L b1 in the formula (B1) is a group represented by the following formula (b1-1).
Figure 2012226313
[In the formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
Two * 's represent a bond, the left * is a bond with a carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ), and the right * is a bond with Y. ]
前記式(B1)のYが、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基である請求項5又は6記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 5 or 6, wherein Y in the formula (B1) is an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent. (1)請求項1〜7のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程;
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程;
(3)組成物層を露光する工程;
(4)露光後の組成物層を加熱する工程;及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition in any one of Claims 1-7 on a board | substrate;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer;
(4) A method for producing a resist pattern, comprising a step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.
式(I)で表される塩のレジスト組成物用添加剤としての使用。
Figure 2012226313
[式(I)中、
及びLは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子、−NR−(Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)又はカルボニル基で置き換わっていてもよく、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
及びRは、互いに独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、SO 、CO 又はOを表す。
Wは、式(W−I)
Figure 2012226313
(式(W−I)中、
nは、0〜6の整数を表す。
は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
nが2以上の場合、複数存在するRの全部又は一部は同じであってもよい。
環を構成しているメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
点線は、当該点線を含む結合が、単結合であっても二重結合であってもよいことを表す。
mは、1〜5の整数を表す。
*は、Lとの結合手である。)
で表される基である。]
Use of the salt represented by the formula (I) as an additive for a resist composition.
Figure 2012226313
[In the formula (I),
L 1 and L 2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group is an oxygen atom, —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or carbon Represents an alkyl group of 1 to 6) or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
R 2 and R 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 4 represents SO 3 , CO 2 or O .
W is the formula (W-I)
Figure 2012226313
(In the formula (W-I),
n represents an integer of 0 to 6.
R 1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
When n is 2 or more, all or a part of the plurality of R 1 may be the same.
The methylene group constituting the ring may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
The dotted line represents that the bond including the dotted line may be a single bond or a double bond.
m represents an integer of 1 to 5.
* Is a bond to L 1. )
It is group represented by these. ]
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