JP5764297B2 - Resist pattern forming method and resin purification method - Google Patents

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本発明は、パターニングを2回以上行うレジストパターン形成方法、及びこれに用いる樹脂の精製方法に関する。   The present invention relates to a resist pattern forming method in which patterning is performed twice or more, and a method for purifying a resin used therefor.

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

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤と、有機溶剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジスト組成物は、ベース樹脂として酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂と、酸発生剤とが有機溶剤に溶解してなるものであり、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。   Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid, an acid generator that generates an acid upon exposure, and an organic solvent. Is used. For example, a positive-type chemically amplified resist composition is formed by dissolving a resin whose solubility in an alkali developer increases as a base resin due to the action of an acid and an acid generator in an organic solvent. Sometimes, when an acid is generated from the acid generator by exposure, the exposed portion becomes soluble in an alkaline developer.

これまで、化学増幅型レジストにおいて使用されるベース樹脂としては、KrFエキシマレーザー(248nm)に対する透明性が高いポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水酸基を酸解離性の溶解抑制基で保護した樹脂(PHS系樹脂)が用いられてきた。しかし、PHS系樹脂は、ベンゼン環等の芳香環を有するため、248nmよりも短波長、たとえば193nmの光に対する透明性が充分ではない。そのため、PHS系樹脂をベース樹脂成分とする化学増幅型レジストは、たとえば193nmの光を用いるプロセスでは解像性が低いなどの欠点がある。
そのため、現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主に用いられている(たとえば、特許文献1参照)。
Up to now, as a base resin used in a chemically amplified resist, polyhydroxystyrene (PHS) having high transparency with respect to a KrF excimer laser (248 nm) and a resin (PHS) whose hydroxyl group is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group. Based resins) have been used. However, since the PHS resin has an aromatic ring such as a benzene ring, the transparency to light having a wavelength shorter than 248 nm, for example, 193 nm, is not sufficient. For this reason, a chemically amplified resist having a PHS resin as a base resin component has drawbacks such as low resolution in a process using 193 nm light, for example.
Therefore, as a resist base resin currently used in ArF excimer laser lithography and the like, since it has excellent transparency near 193 nm, a resin (acrylic resin) having a structural unit derived from (meth) acrylic ester is used. Resin) is mainly used (for example, see Patent Document 1).

化学増幅型レジストにおいて使用される酸発生剤としては、これまで多種多様のものが提案されており、たとえばヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。
現在、酸発生剤としては、カチオン部にトリフェニルスルホニウム等のオニウムイオンを有するオニウム塩系酸発生剤が用いられている。オニウム塩系酸発生剤のアニオン部としては、アルキルスルホン酸イオンやそのアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されたフッ素化アルキルスルホン酸イオンが一般的である。
A wide variety of acid generators used in chemically amplified resists have been proposed. For example, onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, diazomethane series, and the like. Acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like are known.
Currently, an onium salt acid generator having an onium ion such as triphenylsulfonium in the cation moiety is used as the acid generator. The anion moiety of the onium salt acid generator is generally an alkyl sulfonate ion or a fluorinated alkyl sulfonate ion in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms.

また、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用される化学増幅型レジストとしては、前記アクリル系樹脂と酸発生剤とを、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、シクロヘキサノン(CH)、2−ヘプタノン、乳酸エチル(EL)等の有機溶剤に溶解してなるレジスト組成物が多く使用されている。   In addition, as the chemically amplified resist used in ArF excimer laser lithography and the like, the acrylic resin and the acid generator are mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (CH). A resist composition dissolved in an organic solvent such as 2-heptanone or ethyl lactate (EL) is often used.

レジストパターンの解像性の更なる向上のための手法の1つとして、露光機の対物レンズと試料との間に、空気よりも高屈折率の液体(液浸媒体)を介在させて露光(浸漬露光)を行うリソグラフィー法、所謂、液浸リソグラフィー(Liquid Immersion Lithography。以下「液浸露光」ということがある。)が知られている(たとえば、非特許文献1参照)。
液浸露光によれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないといわれている。また、液浸露光は、既存の露光装置を応用して行うことができる。そのため、液浸露光は、低コストで、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できると予想され、多額な設備投資を必要とする半導体素子の製造において、コスト的にも、解像度等のリソグラフィー特性的にも、半導体産業に多大な効果を与えるものとして大変注目されている。
液浸露光は、あらゆるパターン形状の形成において有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることも可能であるとされている。現在、液浸露光技術としては、主に、ArFエキシマレーザーを光源とする技術が活発に研究されている。また、現在、液浸媒体としては、主に水が検討されている。
As one of the methods for further improving the resolution of the resist pattern, exposure is performed by interposing a liquid (immersion medium) having a refractive index higher than that of air between the objective lens of the exposure machine and the sample ( A lithography method for performing immersion exposure), so-called liquid immersion lithography (hereinafter sometimes referred to as “immersion exposure”) is known (for example, see Non-Patent Document 1).
According to immersion exposure, even when a light source having the same exposure wavelength is used, the same high resolution as when using a light source with a shorter wavelength or using a high NA lens can be achieved, and the depth of focus can be reduced. It is said that there is no decline. In addition, immersion exposure can be performed by applying an existing exposure apparatus. For this reason, immersion exposure is expected to be able to form resist patterns with low cost, high resolution, and excellent depth of focus. In particular, in terms of lithography characteristics such as resolution, the semiconductor industry is attracting a great deal of attention.
Immersion exposure is effective in forming all pattern shapes, and can be combined with super-resolution techniques such as the phase shift method and the modified illumination method that are currently being studied. Currently, as an immersion exposure technique, a technique mainly using an ArF excimer laser as a light source is being actively researched. Currently, water is mainly studied as an immersion medium.

液浸露光においては、通常のリソグラフィー特性(感度、解像性、エッチング耐性等)に加えて、液浸露光技術に対応した特性を有するレジスト材料が求められる。例えば、液浸露光においては、レジスト膜と液浸溶媒とが接触すると、レジスト膜中の物質の液浸溶媒中への溶出(物質溶出)が生じる。この物質溶出の量は、レジスト膜表面の特性(例えば親水性・疎水性等)の影響を受けるため、例えばレジスト膜表面の疎水性が高まることによって、物質溶出が低減され得る。   In immersion exposure, in addition to normal lithography characteristics (sensitivity, resolution, etching resistance, etc.), a resist material having characteristics corresponding to the immersion exposure technique is required. For example, in immersion exposure, when the resist film and the immersion solvent come into contact with each other, elution of the substance in the resist film into the immersion solvent (substance elution) occurs. Since the amount of this substance elution is affected by the characteristics (for example, hydrophilicity / hydrophobicity) of the resist film surface, for example, the elution of the substance can be reduced by increasing the hydrophobicity of the resist film surface.

また、最近提案されているリソグラフィー技術の1つとして、パターニングを2回以上行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスがある(たとえば、非特許文献2〜3参照)。
このダブルパターニングプロセスでは、たとえば、支持体上に第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜をパターニングすることにより複数のレジストパターンを形成した後、その上に第二のレジスト材料を塗布して前記複数のレジストパターン間に第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜をパターニングすることにより、1回のパターニングで形成されるレジストパターンよりも高解像性のレジストパターンが形成できると考えられる。
Further, as a recently proposed lithography technique, there is a double patterning process in which patterning is performed twice or more to form a resist pattern (see, for example, Non-Patent Documents 2 to 3).
In this double patterning process, for example, a first resist film is formed on a support, a plurality of resist patterns are formed by patterning the first resist film, and then a second resist material is formed thereon. By applying, forming a second resist film between the plurality of resist patterns, and patterning the second resist film, a resist pattern having higher resolution than a resist pattern formed by one patterning Can be formed.

特開2003−241385号公報JP 2003-241385 A

プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE),第5754巻,第119−128頁(2005年).Proceedings of SPIE, 5754, 119-128 (2005). プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE),第5256巻,第985〜994頁(2003年).Proceedings of SPIE, 5256, 985-994 (2003). プロシーディングスオブエスピーアイイ(Proceedings of SPIE),第6153巻,第615301−1〜19頁(2006年).Proceedings of SPIE, 6153, 615301-1-19 (2006).

しかし、上述のようなダブルパターニングプロセスにおいては、たとえば2回目のパターニングを行った際に第一のレジストパターンが損なわれやすい問題がある。具体的には、たとえば膜減りを生じ、レジスト膜厚が減少して第一のレジストパターンの形状が変化したり、ラインパターンのライン幅の減少(パターン細り)やラフネス等が生じたり、第一のレジストパターンそのものが消滅したりする等の問題がある。
この問題は、第二のレジスト材料に用いられる有機溶剤による影響、または2回目のパターニングにおける露光などの影響により起こる。このような問題は、第一のレジスト膜が薄膜化するほど、または第一のレジスト膜に形成しようとするレジストパターンの寸法が微細化するほど生じやすい。
However, in the double patterning process as described above, for example, there is a problem that the first resist pattern is easily damaged when the second patterning is performed. Specifically, for example, the film thickness is decreased, the resist film thickness is decreased, the shape of the first resist pattern is changed, the line width of the line pattern is decreased (pattern thinning), the roughness is generated, the first There is a problem that the resist pattern itself disappears.
This problem occurs due to the influence of the organic solvent used for the second resist material or the influence of exposure in the second patterning. Such a problem is more likely to occur as the first resist film becomes thinner or as the size of the resist pattern to be formed on the first resist film becomes smaller.

上記のようなレジストパターン形状の不良を防ぐため、1回目のパターニング後に、例えばフリージング剤を用いて第一のレジストパターンを保護する技法もあるが、当該技法はスループット向上の点で好ましくない。
そのため、ダブルパターニングによるレジストパターンの形成においては、たとえば第一の化学増幅型レジスト組成物を用いて形成した第一のレジストパターン上に、直接、第二の化学増幅型レジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成し、2回目のパターニングを行って微細なレジストパターンを形成する場合、第一のレジストパターンが損なわれるのを抑制する必要がある。
There is a technique for protecting the first resist pattern using, for example, a freezing agent after the first patterning in order to prevent the resist pattern shape defect as described above. However, this technique is not preferable in terms of throughput improvement.
Therefore, in the formation of a resist pattern by double patterning, for example, the second chemically amplified resist composition is directly applied onto the first resist pattern formed using the first chemically amplified resist composition. When the second resist film is formed and the second resist patterning is performed to form a fine resist pattern, it is necessary to suppress damage to the first resist pattern.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ダブルパターニングプロセスにおいて、2回目以降のパターニングの影響を受けにくいレジストパターンを形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いる樹脂の精製方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a double patterning process, a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern that is not easily affected by the second and subsequent patterning, and a method for purifying a resin used therefor. The issue is to provide.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明のレジストパターン形成方法は、支持体上に、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法であって、前記樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S4)に該樹脂(A1)が溶解した樹脂(A1)溶液(ただし、該樹脂(A1)の重合溶液を除く)を、該樹脂(A1)を溶解せず且つ前記樹脂(A2)を溶解する有機溶剤(W)を含有する洗浄液で洗浄することにより精製した該樹脂(A1)を、前記第一のレジスト材料に配合することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
That is, the resist pattern forming method of the present invention contains a resin (A1) and an organic solvent (S1) that dissolves the resin (A1) on a support, and the solubility in an alkali developer changes upon exposure. Applying a first resist material to form a first resist film, selectively exposing the first resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern; On the support on which the resist pattern is formed, the resin (A2) and an organic solvent (S2) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1) are contained. Forming a second resist film by applying a second resist material whose solubility in the liquid is changed, selectively exposing the second resist film, and performing alkali development to form a resist pattern; including A resist pattern forming method, the resin organic solvent which dissolves the (A1) (S4) to the resin (A1) is dissolved resin (A1) solution (excluding the polymerization solution of the resin (A1)) , the resin (A1) which was purified by washing with a washing solution containing an organic solvent (W) to dissolve and the resin does not dissolve the resin (A1) (A2), the first resist material It is characterized by blending.

また、本発明の樹脂の精製方法は、支持体上に、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法にて前記樹脂(A1)を精製する方法であり、前記樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S4)に該樹脂(A1)が溶解した樹脂(A1)溶液(ただし、該樹脂(A1)の重合溶液を除く)を、フッ素系有機溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤、および、常圧下における沸点が80〜250℃のアルコール系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種を含有する有機溶剤で洗浄することを特徴とする。
The method for purifying a resin of the present invention comprises a resin (A1) and an organic solvent (S1) for dissolving the resin (A1) on a support, and the solubility in an alkali developer is changed by exposure. Applying a first resist material to form a first resist film, selectively exposing the first resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern; On the support on which the resist pattern is formed, the resin (A2) and an organic solvent (S2) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1) are contained. Forming a second resist film by applying a second resist material whose solubility in the liquid is changed, selectively exposing the second resist film, and performing alkali development to form a resist pattern; Including resist putter The resin (A1) is purified by a forming method, and a resin (A1) solution in which the resin (A1) is dissolved in an organic solvent (S4) that dissolves the resin (A1) (however, the resin (A1 At least one selected from the group consisting of a fluorine- based organic solvent, an ether-based organic solvent having no hydroxyl group , and an alcohol-based organic solvent having a boiling point of 80 to 250 ° C. under normal pressure. It is characterized by washing with an organic solvent containing

本明細書および本特許請求の範囲において、「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素原子数1〜5のアルキル基である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「構成単位」とは、高分子化合物(重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “lower alkyl group” is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
“Aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (polymer, copolymer).
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.

「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。
「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
“(Meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position.
“(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position.
“(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.

本発明によれば、ダブルパターニングプロセスにおいて、2回目以降のパターニングの影響を受けにくいレジストパターンを形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いる樹脂の精製方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the double patterning process, the resist pattern formation method which can form the resist pattern which is hard to be influenced by the patterning of the 2nd time or later, and the purification method of resin used for this can be provided.

比較例1の高分子化合物と、実施例1、2の精製方法を行った高分子化合物とについて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したクロマトグラムを示す図である。It is a figure which shows the chromatogram measured by the gel permeation chromatography (GPC) about the high molecular compound of the comparative example 1, and the high molecular compound which performed the purification method of Example 1,2.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、支持体上に、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程(以下「パターニング工程(1)」という。)と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程(以下「パターニング工程(2)」という。)とを含む方法である。
以下、本発明のレジストパターン形成方法について、より詳細に説明する。
≪Resist pattern formation method≫
The method for forming a resist pattern of the present invention comprises a resin (A1) and an organic solvent (S1) for dissolving the resin (A1) on a support, and the solubility in an alkaline developer is changed by exposure. A step of applying a resist material to form a first resist film, selectively exposing the first resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern (hereinafter referred to as “patterning step (1) And the organic solvent (S2) that dissolves the resin (A2) and the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1) on the support on which the first resist pattern is formed. ), A second resist material whose solubility in an alkali developer is changed by exposure is applied to form a second resist film, and the second resist film is selectively exposed to alkali development. And resist Forming a turn (hereinafter referred to as "patterning step (2)".) And the method comprising.
Hereinafter, the resist pattern forming method of the present invention will be described in more detail.

本発明のレジストパターン形成方法においては、第一のレジスト材料と第二のレジスト材料とを用いる。
第一のレジスト材料は、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)(以下「(S1)成分」ともいう。)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するものである。
第二のレジスト材料は、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)(以下「(S2)成分」ともいう。)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するものである。
当該レジストパターン形成方法では、上記の関係を満たすように選択された、樹脂(A1)と有機溶剤(S1)、及び樹脂(A2)と有機溶剤(S2)を、それぞれ配合した第一のレジスト材料及び第二のレジスト材料を用いる。
第一のレジスト材料と第二のレジスト材料における配合成分の具体例について、詳しくは後述する。
In the resist pattern forming method of the present invention, a first resist material and a second resist material are used.
The first resist material contains a resin (A1) and an organic solvent (S1) that dissolves the resin (A1) (hereinafter also referred to as “component (S1)”), and is dissolved in an alkaline developer by exposure. Sex changes.
The second resist material contains a resin (A2) and an organic solvent (S2) (hereinafter also referred to as “component (S2)”) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1). However, the solubility in an alkaline developer is changed by exposure.
In the resist pattern forming method, the first resist material, which is selected so as to satisfy the above relationship, is blended with the resin (A1) and the organic solvent (S1), and the resin (A2) and the organic solvent (S2), respectively. And a second resist material.
Specific examples of compounding components in the first resist material and the second resist material will be described in detail later.

本発明においては、樹脂(A1)を、該樹脂(A1)を溶解せず且つ樹脂(A2)を溶解する有機溶剤(W)(以下「(W)成分」ともいう。)を含有する洗浄液で洗浄することにより精製して第一のレジスト材料に配合し、パターニング工程(1)で、その第一のレジスト材料を用いて第一のレジストパターンの形成を行う。   In the present invention, the resin (A1) is a cleaning liquid containing an organic solvent (W) that does not dissolve the resin (A1) and dissolves the resin (A2) (hereinafter also referred to as “component (W)”). It refine | purifies by washing | cleaning and mix | blends with a 1st resist material, and a 1st resist pattern is formed using the 1st resist material by a patterning process (1).

(洗浄液)
洗浄液は、前記有機溶剤(W)を含有する。
(W)成分は、樹脂(A1)を溶解せず且つ樹脂(A2)を溶解するものであればよく、後述の有機溶剤(S2)と同じであっても異なっていてもよい。
本発明において、(W)成分における「樹脂(A1)を溶解せず且つ樹脂(A2)を溶解する」とは、25℃条件下、(W)成分100gに対して樹脂(A1)の溶解する量が3g以下であり、且つ、樹脂(A2)の溶解する量が10g以上であることを示す。
なかでも、(W)成分としては、樹脂(A1)の精製に用いることによって2回目以降のパターニングの影響を受けにくいレジストパターンをより形成しやすいことから、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、および水酸基を有さないエーテル系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。そのなかでも、樹脂(A1)の精製を良好に行うことができ、樹脂(A2)の溶解性も良好であることから、アルコール系有機溶剤が好ましい。
(Cleaning solution)
The cleaning liquid contains the organic solvent (W).
The component (W) may be any component that does not dissolve the resin (A1) and dissolves the resin (A2), and may be the same as or different from the organic solvent (S2) described later.
In the present invention, “resin (A1) is not dissolved and resin (A2) is dissolved” in component (W) means that resin (A1) is dissolved in 100 g of component (W) under the condition of 25 ° C. It indicates that the amount is 3 g or less and the amount of the resin (A2) dissolved is 10 g or more.
Among these, as the component (W), an alcohol organic solvent, a fluorine organic solvent, a resist pattern that is not easily affected by the second and subsequent patterning can be easily formed by using the resin (A1) for purification. And at least one selected from the group consisting of ether-based organic solvents having no hydroxyl group. Among them, an alcohol-based organic solvent is preferable since the resin (A1) can be purified well and the resin (A2) has good solubility.

ここで、「アルコール系有機溶剤」とは、脂肪族炭化水素の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。前記脂肪族炭化水素を構成する主鎖の構造は、鎖状構造であってもよく、環状構造であってもよく、該鎖状構造中に環状構造を有していてもよく、また、該鎖状構造中にエーテル結合を含むものであってもよい。
「フッ素系有機溶剤」とは、フッ素原子を含む化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。
「水酸基を有さないエーテル系有機溶剤」とは、その構造中にエーテル結合(C−O−C)を有し、水酸基を有さず、かつ、常温常圧下で液体である化合物である。該水酸基を有さないエーテル系有機溶剤は、さらに、水酸基に加えてカルボニル基も有さないことが好ましい。
Here, the “alcohol-based organic solvent” is a compound in which at least one of the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group, and is a compound that is liquid at normal temperature and normal pressure. The structure of the main chain constituting the aliphatic hydrocarbon may be a chain structure, may be a cyclic structure, may have a cyclic structure in the chain structure, The chain structure may contain an ether bond.
The “fluorine-based organic solvent” is a compound containing a fluorine atom and is a liquid at normal temperature and normal pressure.
The “ether-based organic solvent having no hydroxyl group” is a compound that has an ether bond (C—O—C) in its structure, does not have a hydroxyl group, and is liquid at normal temperature and pressure. The ether organic solvent having no hydroxyl group preferably further has no carbonyl group in addition to the hydroxyl group.

アルコール系有機溶剤としては、1価アルコール、2価アルコール、2価アルコールの誘導体等が好ましい。
1価アルコールとしては、炭素数にもよるが、1級または2級の1価アルコールが好ましく、なかでも1級の1価アルコールが最も好ましい。
ここで1価アルコールとは、炭素原子および水素原子のみから構成される炭化水素化合物の水素原子の1つが水酸基で置換された化合物を意味し、2価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。該炭化水素化合物は、鎖状構造のものであってもよく、環状構造を有するものであってもよい。
2価アルコールとは、前記炭化水素化合物の水素原子の2つが水酸基で置換された化合物を意味し、3価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。
2価アルコールの誘導体としては、2価アルコールの水酸基の1つが置換基(アルコキシ基、アルコキシアルキルオキシ基等)で置換された化合物が挙げられる。
As the alcohol organic solvent, monohydric alcohols, dihydric alcohols, derivatives of dihydric alcohols, and the like are preferable.
As the monohydric alcohol, although depending on the number of carbon atoms, a primary or secondary monohydric alcohol is preferable, and a primary monohydric alcohol is most preferable.
Here, the monohydric alcohol means a compound in which one of the hydrogen atoms of a hydrocarbon compound composed only of carbon atoms and hydrogen atoms is substituted with a hydroxyl group, and does not include dihydric or higher polyhydric alcohol derivatives. . The hydrocarbon compound may have a chain structure or a cyclic structure.
The dihydric alcohol means a compound in which two hydrogen atoms of the hydrocarbon compound are substituted with a hydroxyl group, and does not include a trihydric or higher polyhydric alcohol derivative.
Examples of the dihydric alcohol derivative include compounds in which one of the hydroxyl groups of the dihydric alcohol is substituted with a substituent (such as an alkoxy group or an alkoxyalkyloxy group).

アルコール系有機溶剤の沸点(常圧下)は、精製後の溶媒除去の点から、80〜250℃であることが好ましく、90〜220℃であることがさらに好ましく、100〜200℃であることが特に好ましい。
かかるアルコール系有機溶剤として具体的には、鎖状構造のものとして、プロピレングリコール(PG);1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)、n−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−ヘプタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、6−メチル−2−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、n−ペンチルアルコール、s−ペンチルアルコール、t−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、イソブタノール(イソブチルアルコール又は2−メチル−1−プロパノールとも称する。IBA。)、イソプロピルアルコール、2−エチルブタノール、ネオペンチルアルコール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)等が挙げられる。
また、環状構造を有するものとして、シクロペンタンメタノール、1−シクロペンチルエタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール(CM)、シクロヘキサンエタノール、1,2,3,6−テトラヒドロベンジルアルコール、exo−ノルボルネオール、2−メチルシクロヘキサノール、シクロヘプタノール、3,5−ジメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
The boiling point (under normal pressure) of the alcohol-based organic solvent is preferably 80 to 250 ° C., more preferably 90 to 220 ° C., and preferably 100 to 200 ° C. from the viewpoint of solvent removal after purification. Particularly preferred.
Specific examples of the alcohol-based organic solvent include propylene glycol (PG); 1-butoxy-2-propanol (PGB), n-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, and 1-heptanol as those having a chain structure. 5-methyl-1-hexanol, 6-methyl-2-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol , N-pentyl alcohol, s-pentyl alcohol, t-pentyl alcohol, isopentyl alcohol, isobutanol (also referred to as isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol, IBA), isopropyl alcohol, 2-ethylbutanol, neopentyl Alcoa , N- butanol, s- butanol, t-butanol, 1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 4-methyl-2-pentanol (MIBC), and the like.
In addition, as those having a cyclic structure, cyclopentanemethanol, 1-cyclopentylethanol, cyclohexanol, cyclohexanemethanol (CM), cyclohexaneethanol, 1,2,3,6-tetrahydrobenzyl alcohol, exo-norbornol, 2-methyl Examples include cyclohexanol, cycloheptanol, 3,5-dimethylcyclohexanol, and benzyl alcohol.

アルコール系有機溶剤のなかでは、鎖状構造の1価アルコールまたは2価アルコールの誘導体が好ましく、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB);イソブタノール(イソブチルアルコール又は2−メチル−1−プロパノールとも称する。IBA。)、4−メチル−2−ペンタノール(MIBC)、n−ブタノールが好ましく、イソブタノール(2−メチル−1−プロパノール)、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)が最も好ましい。   Among alcohol-based organic solvents, chain-structured monohydric alcohols or dihydric alcohol derivatives are preferred, such as 1-butoxy-2-propanol (PGB); isobutanol (also called isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol). IBA.), 4-methyl-2-pentanol (MIBC) and n-butanol are preferred, and isobutanol (2-methyl-1-propanol) and 1-butoxy-2-propanol (PGB) are most preferred.

フッ素系有機溶剤としては、たとえば、CCHCHOH、CCHOH等のフッ素原子含有アルコール系有機溶剤;CHFCF−CH−O−CFCHF、(C)(C)CH−O−CH等のフッ素原子含有エーテル系有機溶剤;CHF(CFC(=O)OCH、CHF(CFC(=O)OCH等のフッ素原子含有アルキルエステル系溶剤が挙げられる。 Examples of the fluorine-based organic solvent include fluorine atom-containing alcohol-based organic solvents such as C 4 F 9 CH 2 CH 2 OH, C 3 F 7 CH 2 OH; CHF 2 CF 2 —CH 2 —O—CF 2 CHF 2 , (C 3 F 7 ) (C 2 F 5 ) CH—O—CH 3 and other fluorine atom-containing ether organic solvents; CHF 2 (CF 2 ) 6 C (═O) OCH 3 , CHF 2 (CF 2 ) And fluorine atom-containing alkyl ester solvents such as 3 C (═O) OCH 3 .

水酸基を有さないエーテル系有機溶剤としては、たとえば、下記一般式(s−1)で表される化合物が好適なものとして挙げられる。
40−O−R30 …(s−1)
[式中、R40、R30はそれぞれ独立して1価の炭化水素基であり、R40とR30とが結合して環を形成していてもよい。−O−はエーテル結合を示す。]
As an ether type organic solvent which does not have a hydroxyl group, the compound represented by the following general formula (s-1) is mentioned as a suitable thing, for example.
R 40 —O—R 30 (s-1)
[Wherein, R 40 and R 30 each independently represent a monovalent hydrocarbon group, and R 40 and R 30 may be bonded to form a ring. -O- represents an ether bond. ]

前記式中、R40、R30の炭化水素基としては、たとえばアルキル基、アリール基等が挙げられ、アルキル基が好ましい。なかでも、R40、R30のいずれもアルキル基であることが好ましく、R40とR30とが、同じアルキル基であることがより好ましい。
40、R30の各アルキル基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。該アルキル基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該アルキル基としては、例えば所望とする沸点に制御しやすい等の理由から、炭素数1〜15であることが好ましく、炭素数1〜10であることがより好ましい。具体的には、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、n−ブチル基、イソペンチル基が特に好ましい。
前記アルキル基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
40、R30の各アリール基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数6〜12のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ベンジル基、ナフチル基等が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることがより好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基がより好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
また、上記式においては、R40とR30とが結合して環を形成していてもよい。
40およびR30は、それぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基)であって、R40の末端と、R30の末端とが結合して環を形成する。また、アルキレン基の炭素原子は、酸素原子で置換されていてもよい。
かかるエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。
In the above formula, examples of the hydrocarbon group for R 40 and R 30 include an alkyl group and an aryl group, and an alkyl group is preferred. Among them, it is preferable that any of R 40, R 30 is an alkyl group, and R 40 and R 30 is more preferably the same alkyl group.
As each of the alkyl groups of R 40, R 30, not particularly limited, for example, straight, branched or cyclic alkyl group, and the like. In the alkyl group, part or all of the hydrogen atoms may or may not be substituted with a halogen atom or the like.
The alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms, for example, for easy control to a desired boiling point. Specific examples include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a cyclopentyl group, and a hexyl group, and an n-butyl group and an isopentyl group are particularly preferable. .
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group is preferably a fluorine atom.
Each aryl group for R 40 and R 30 is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups, It may or may not be substituted with a halogen atom or the like.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specifically, a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is more preferable.
As the alkoxy group which may substitute the hydrogen atom of the said aryl group, a C1-C5 alkoxy group is preferable and a methoxy group and an ethoxy group are more preferable.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
In the above formula, R 40 and R 30 may be bonded to form a ring.
R 40 and R 30 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms), and the terminal of R 40 is bonded to the terminal of R 30. To form a ring. In addition, the carbon atom of the alkylene group may be substituted with an oxygen atom.
Specific examples of the ether organic solvent include 1,8-cineol, tetrahydrofuran, dioxane and the like.

水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の沸点(常圧下)は、30〜300℃であることが好ましく、100〜200℃であることがより好ましく、140〜180℃であることがさらに好ましい。前記沸点を上記範囲内とすることで、精製を容易に行うことができる。また、上限値以下であることにより、精製後の残留溶媒の除去効率が向上する。   The boiling point (under normal pressure) of the ether-based organic solvent having no hydroxyl group is preferably 30 to 300 ° C, more preferably 100 to 200 ° C, and further preferably 140 to 180 ° C. By making the boiling point within the above range, purification can be easily performed. Moreover, the removal efficiency of the residual solvent after refinement | purification improves by being below an upper limit.

水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール(沸点176℃)、ジブチルエーテル(沸点142℃)、ジイソペンチルエーテル(沸点171℃;DIAE)、ジオキサン(沸点101℃)、アニソール(沸点155℃)、エチルベンジルエーテル(沸点189℃)、ジフェニルエーテル(沸点259℃)、ジベンジルエーテル(沸点297℃)、フェネトール(沸点170℃)、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン(沸点66℃)、エチルプロピルエーテル(沸点63℃)、ジイソプロピルエーテル(沸点69℃)、ジヘキシルエーテル(沸点226℃)、ジプロピルエーテル(沸点91℃)等が挙げられる。
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤としては、環状または鎖状のエーテル系有機溶剤であることが好ましく、なかでも1,8−シネオール、ジブチルエーテルおよびジイソペンチルエーテル(DIAE)からなる群から選択される少なくとも一種が好ましい。
Specific examples of the ether organic solvent having no hydroxyl group include, for example, 1,8-cineol (boiling point 176 ° C.), dibutyl ether (boiling point 142 ° C.), diisopentyl ether (boiling point 171 ° C .; DIAE), dioxane (boiling point). 101 ° C), anisole (boiling point 155 ° C), ethyl benzyl ether (boiling point 189 ° C), diphenyl ether (boiling point 259 ° C), dibenzyl ether (boiling point 297 ° C), phenetole (boiling point 170 ° C), butylphenyl ether, tetrahydrofuran (boiling point) 66 ° C), ethyl propyl ether (boiling point 63 ° C), diisopropyl ether (boiling point 69 ° C), dihexyl ether (boiling point 226 ° C), dipropyl ether (boiling point 91 ° C), and the like.
The ether organic solvent having no hydroxyl group is preferably a cyclic or chain ether organic solvent, and is selected from the group consisting of 1,8-cineol, dibutyl ether and diisopentyl ether (DIAE). At least one of the above is preferred.

洗浄液に用いられる(W)成分は、1種単独であってもよく、2種以上を併用してもよい。
洗浄液中の(W)成分の含有量は、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。
(W)成分の含有量が下限値以上であると、樹脂(A1)の精製を良好に行うことができ、2回目以降のパターニングの影響を受けにくいレジストパターンをより形成しやすくなる。
(W) component used for a washing | cleaning liquid may be single 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the component (W) in the cleaning liquid is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.
When the content of the component (W) is equal to or higher than the lower limit, the resin (A1) can be purified well, and a resist pattern that is less susceptible to the second and subsequent patterning can be more easily formed.

洗浄液は、(W)成分以外のその他成分を含有していてもよい。
その他成分としては、たとえば前記有機溶剤(S1)が挙げられる。
The cleaning liquid may contain other components other than the component (W).
Examples of the other components include the organic solvent (S1).

有機溶剤(S1)は、樹脂(A1)を溶解するものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の有機溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
洗浄液に用いてもよい好適な有機溶剤(S1)としては、たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン(CH)、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤等が挙げられる。
上記のなかでも、ケトン類、エーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体が特に好ましい。
洗浄液中、有機溶剤(S1)は、単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
The organic solvent (S1) is not particularly limited as long as it dissolves the resin (A1), and one or more kinds of organic solvents (S1) are conventionally appropriately selected from the known organic solvents for chemically amplified resist compositions. Can be used.
Suitable organic solvents (S1) that may be used in the cleaning liquid include, for example, lactones such as γ-butyrolactone; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone (CH), methyl n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone. Ketones such as: Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol; Compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate or dipropylene glycol monoacetate , Monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether of the polyhydric alcohol or the compound having an ester bond, etc. Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monoalkyl ether or monophenyl ether, among which propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; methyl lactate Esters such as ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, Aromatic organic solvents such as xylene, cymene, and mesitylene are listed.
Among the above, derivatives of polyhydric alcohols such as ketones and compounds having an ether bond are particularly preferable.
In the cleaning liquid, the organic solvent (S1) may be used alone or in combination of two or more.

樹脂(A1)を前記洗浄液で洗浄する方法(精製方法)としては、たとえば以下の方法が挙げられる。
精製方法(1):有機溶剤(S1)に樹脂(A1)が溶解した樹脂(A1)溶液を、有機溶剤(W)のみからなる洗浄液と混合する方法。
精製方法(2):前記樹脂(A1)溶液を、有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合溶剤からなる洗浄液と混合する方法。
精製方法(3):樹脂(A1)を直接、有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合溶剤と混合する方法。
Examples of the method (purification method) for washing the resin (A1) with the washing liquid include the following methods.
Purification method (1): A method in which a resin (A1) solution in which a resin (A1) is dissolved in an organic solvent (S1) is mixed with a cleaning liquid consisting only of the organic solvent (W).
Purification method (2): A method in which the resin (A1) solution is mixed with a cleaning liquid composed of a mixed solvent of an organic solvent (W) and an organic solvent (S1).
Purification method (3): A method in which the resin (A1) is directly mixed with a mixed solvent of the organic solvent (W) and the organic solvent (S1).

[精製方法(1)]
有機溶剤(S1)としては、樹脂(A1)の溶解性が高いことから、ケトン類が好ましく、メチルエチルケトンが特に好ましい。
樹脂(A1)溶液中、樹脂(A1)の含有量は、ポリマー溶解性等の点から、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、15〜40質量%がさらに好ましい。
樹脂(A1)溶液を洗浄液と混合する方法は、特に限定されず、たとえば、樹脂(A1)溶液を洗浄液(有機溶剤(W))に滴下する方法が挙げられる。
混合する際の温度条件は、0〜60℃が好ましく、10〜50℃がより好ましく、15〜40℃がさらに好ましい。
樹脂(A1)溶液と洗浄液との混合割合は、洗浄液100質量部に対して樹脂(A1)が1〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましく、1〜15質量部であることがさらに好ましい。
樹脂(A1)の割合を上記範囲内とすることで、収率及び精製度合いの最適化がより図られる。
精製方法(1)においては、樹脂(A1)溶液を洗浄液(有機溶剤(W)のみ)と混合することにより白色析出物が得られ、当該白色析出物をろ過処理によりろ別し、乾燥することによって、樹脂(A1)の精製品が調製される。
[Purification method (1)]
As organic solvent (S1), since solubility of resin (A1) is high, ketones are preferable and methyl ethyl ketone is especially preferable.
In the resin (A1) solution, the content of the resin (A1) is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and further preferably 15 to 40% by mass from the viewpoint of polymer solubility.
The method of mixing the resin (A1) solution with the cleaning liquid is not particularly limited, and examples thereof include a method of dropping the resin (A1) solution into the cleaning liquid (organic solvent (W)).
As for the temperature conditions at the time of mixing, 0-60 degreeC is preferable, 10-50 degreeC is more preferable, and 15-40 degreeC is further more preferable.
The mixing ratio of the resin (A1) solution and the cleaning liquid is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass of the resin (A1) with respect to 100 parts by mass of the cleaning liquid. More preferably, it is 15 parts by mass.
By setting the ratio of the resin (A1) within the above range, the yield and the degree of purification can be further optimized.
In the purification method (1), a white precipitate is obtained by mixing the resin (A1) solution with a washing liquid (only the organic solvent (W)), and the white precipitate is filtered off by filtration and dried. Thus, a purified product of the resin (A1) is prepared.

[精製方法(2)]
精製方法(2)は、有機溶剤(W)のみからなる洗浄液を、有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合溶剤からなる洗浄液に変更した以外は、前記精製方法(1)と同様である。
当該洗浄液における有機溶剤(S1)としては、第一のレジスト材料にも用いることが容易であり、第二のレジスト材料に対する耐性がより高まると期待されることから、エーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体が好ましく、PGMEAが特に好ましい。
混合溶剤において、有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合割合は、(W)/(S1)で表される質量比で、(W)/(S1)=99/1〜60/40であることが好ましく、99/1〜70/30であることがより好ましく、95/5〜80/20であることがさらに好ましい。
(W)/(S1)で表される質量比を上記範囲内とすることで、収率及び精製度合いの最適化がより図られる。
精製方法(2)においては、樹脂(A1)溶液を洗浄液(有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合溶剤)と混合することにより白色析出物が得られ、当該白色析出物をろ過処理によりろ別し、乾燥することによって、樹脂(A1)の精製品が調製される。
[Purification method (2)]
The purification method (2) is the same as the purification method (1) except that the cleaning liquid consisting only of the organic solvent (W) is changed to a cleaning liquid consisting of a mixed solvent of the organic solvent (W) and the organic solvent (S1). It is.
As the organic solvent (S1) in the cleaning liquid, it can be easily used for the first resist material and is expected to increase the resistance to the second resist material. Derivatives of polyhydric alcohols are preferred, and PGMEA is particularly preferred.
In the mixed solvent, the mixing ratio of the organic solvent (W) and the organic solvent (S1) is a mass ratio represented by (W) / (S1), and (W) / (S1) = 99 / 1-60 / 40 is preferable, 99/1 to 70/30 is more preferable, and 95/5 to 80/20 is further more preferable.
By making the mass ratio represented by (W) / (S1) within the above range, the yield and the degree of purification can be further optimized.
In the purification method (2), a white precipitate is obtained by mixing the resin (A1) solution with a cleaning liquid (a mixed solvent of an organic solvent (W) and an organic solvent (S1)), and the white precipitate is filtered. A purified product of the resin (A1) is prepared by filtering and drying by treatment.

[精製方法(3)]
樹脂(A1)を直接、混合溶剤と混合する時間は、1〜120分間が好ましく、15〜90分間がより好ましく、30〜60分間がさらに好ましい。
混合する際の温度条件は、0〜60℃が好ましく、10〜50℃がより好ましく、15〜40℃がさらに好ましい。
樹脂(A1)と洗浄液との混合割合は、洗浄液100質量部に対して樹脂(A1)が
1〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましく、1〜15質量部であることがさらに好ましい。
樹脂(A1)の割合を上記範囲内とすることで、収率及び精製度合いの最適化がより図られる。
混合溶剤において、有機溶剤(W)と有機溶剤(S1)との混合割合は、(W)/(S1)で表される質量比で、(W)/(S1)=99/1〜60/40であることが好ましく、99/1〜70/30であることがより好ましく、95/5〜80/20であることがさらに好ましい。
(W)/(S1)で表される質量比を上記範囲内とすることで、収率及び精製度合いの最適化がより図られる。
当該洗浄液における有機溶剤(S1)としては、精製度合いが向上することから、ケトン類、エーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体が好ましく、メチルエチルケトン、PGMEAが特に好ましい。また、有機溶剤(S1)は、精製度合いがより向上することから、ケトン類と、エーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体とを併用することも好ましく、両者の混合割合は、質量比で、(ケトン類)/(多価アルコール類の誘導体)=1/99〜99/1であることが好ましく、10/90〜90/10であることがより好ましく、20/80〜80/20であることがさらに好ましい。
精製方法(3)においては、樹脂(A1)を直接、混合溶剤と混合することにより白色分散物が得られ、当該白色分散物を、ろ過処理によりろ別し、乾燥することによって樹脂(A1)の精製品が調製される。
[Purification method (3)]
The time for directly mixing the resin (A1) with the mixed solvent is preferably 1 to 120 minutes, more preferably 15 to 90 minutes, and even more preferably 30 to 60 minutes.
As for the temperature conditions at the time of mixing, 0-60 degreeC is preferable, 10-50 degreeC is more preferable, and 15-40 degreeC is further more preferable.
The mixing ratio of the resin (A1) and the cleaning liquid is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cleaning liquid. More preferably, it is part by mass.
By setting the ratio of the resin (A1) within the above range, the yield and the degree of purification can be further optimized.
In the mixed solvent, the mixing ratio of the organic solvent (W) and the organic solvent (S1) is a mass ratio represented by (W) / (S1), and (W) / (S1) = 99 / 1-60 / 40 is preferable, 99/1 to 70/30 is more preferable, and 95/5 to 80/20 is further more preferable.
By making the mass ratio represented by (W) / (S1) within the above range, the yield and the degree of purification can be further optimized.
The organic solvent (S1) in the cleaning liquid is preferably a derivative of a polyhydric alcohol such as a ketone or a compound having an ether bond, and particularly preferably methyl ethyl ketone or PGMEA because the degree of purification is improved. In addition, since the degree of purification of the organic solvent (S1) is further improved, it is also preferable to use ketones and a derivative of a polyhydric alcohol such as a compound having an ether bond in combination. The ratio is preferably (ketones) / (derivative of polyhydric alcohol) = 1/99 to 99/1, more preferably 10/90 to 90/10, 20/80 to 80 / More preferably, it is 20.
In the purification method (3), a resin (A1) is directly mixed with a mixed solvent to obtain a white dispersion. The white dispersion is filtered off by filtration and dried to obtain a resin (A1). A refined product is prepared.

上述した精製方法(1)〜(3)においては、樹脂(A1)をより均一に洗浄でき、膜減りをより生じにくいレジストパターンを容易に形成できることから、精製方法(1)、(2)が好ましい。
また、樹脂(A1)溶液を調製する工程がなく、簡便な方法であることから、精製方法(3)が好ましい。
本発明において、樹脂(A1)を前記洗浄液で洗浄する方法(精製方法)により処理された樹脂(A1)の精製品は、第一のレジスト材料に配合される。
In the purification methods (1) to (3) described above, since the resin (A1) can be more uniformly washed and a resist pattern that is less likely to cause film loss can be easily formed, the purification methods (1) and (2) are preferable.
Moreover, since there is no process of preparing a resin (A1) solution and it is a simple method, the purification method (3) is preferable.
In the present invention, the purified product of the resin (A1) treated by the method (purification method) of washing the resin (A1) with the washing liquid is blended with the first resist material.

[パターニング工程(1)]
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層膜が挙げられる。特に、有機膜が設けられていると、基板上に、高アスペクト比のパターンを形成でき、半導体の製造等において有用であることから好ましい。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層膜)と、少なくとも一層のレジスト膜とを設け、上層のレジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。多層レジスト法には、基本的に、上層のレジスト膜と、下層膜との二層構造とする方法と、これらのレジスト膜と下層膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法とに分けられる。多層レジスト法によれば、下層膜により所要の厚みを確保することにより、レジスト膜を薄膜化し、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
無機系の膜は、たとえばシリコン系材料などの無機系の反射防止膜組成物を基材上に塗工し、焼成等することにより形成できる。
有機系の膜は、たとえば、当該膜を構成する樹脂成分等を有機溶剤に溶解した有機膜形成用材料を基板上にスピンナー等で塗布し、好ましくは200〜300℃、好ましくは30〜300秒間、より好ましくは60〜180秒間の加熱条件でベーク処理することにより形成できる。
[Patterning process (1)]
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC) and a lower layer film in a multilayer resist method. In particular, it is preferable to provide an organic film because a pattern with a high aspect ratio can be formed on the substrate, which is useful in manufacturing semiconductors.
Here, the multilayer resist method is a method in which at least one organic film (lower film) and at least one resist film are provided on a substrate, and the lower layer is patterned using the resist pattern formed on the upper resist film as a mask. It is said that a high aspect ratio pattern can be formed. In the multilayer resist method, basically, a method having a two-layer structure of an upper layer resist film and a lower layer film, and one or more intermediate layers (metal thin film, etc.) are provided between these resist film and lower layer film. It is divided into a method of providing a multilayer structure of three or more layers provided. According to the multilayer resist method, by securing a required thickness with the lower layer film, the resist film can be thinned and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
The inorganic film can be formed, for example, by applying an inorganic antireflective film composition such as a silicon-based material on a substrate and baking it.
The organic film is formed by, for example, applying an organic film forming material in which a resin component or the like constituting the film is dissolved in an organic solvent on a substrate with a spinner or the like, preferably 200 to 300 ° C., preferably 30 to 300 seconds. More preferably, it can be formed by baking under heating conditions of 60 to 180 seconds.

上述した精製方法により精製した樹脂(A1)を含有する第一のレジスト材料を用いて、支持体上に当該第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成する方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
具体的には、支持体上に、たとえば第一のレジスト材料として化学増幅型レジスト組成物等を、スピンナー等を用いる従来公知の方法により塗布し、80〜150℃の温度条件下、ベーク処理(プレベーク)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、有機溶剤を揮発させることにより第一のレジスト膜を形成できる。
第一のレジスト膜の厚さは、好ましくは30〜500nm、より好ましくは40〜400nm、さらに好ましくは50〜200nmである。この範囲内とすることにより、レジストパターンを高解像度で形成できる、エッチングに対する充分な耐性が得られる等の効果がある。
The method of forming the first resist film by applying the first resist material on the support using the first resist material containing the resin (A1) purified by the purification method described above is particularly limited. Instead, a conventionally known method can be used.
Specifically, for example, a chemically amplified resist composition or the like as a first resist material is applied onto a support by a conventionally known method using a spinner or the like, and is baked at a temperature of 80 to 150 ° C. Pre-baking) is performed for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, and the first resist film can be formed by volatilizing the organic solvent.
The thickness of the first resist film is preferably 30 to 500 nm, more preferably 40 to 400 nm, and still more preferably 50 to 200 nm. By setting it within this range, there are effects that a resist pattern can be formed with high resolution and sufficient resistance to etching can be obtained.

次に、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する。
具体的には、たとえば上記のようにして形成した第一のレジスト膜を、フォトマスクを介して選択的に露光し、好ましくは露光後加熱(PEB)処理を施し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する。
Next, the first resist film is selectively exposed and alkali developed to form a first resist pattern.
Specifically, for example, the first resist film formed as described above is selectively exposed through a photomask, preferably subjected to a post-exposure heating (PEB) treatment, and alkali-developed to form a first resist film. A resist pattern is formed.

露光に用いる波長は、特に限定されず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。
フォトマスクとして、たとえば、遮光部の透過率が0%のバイナリーマスク(Binary−Mask)や、遮光部の透過率が6%のハーフトーン型位相シフトマスク(HT−Mask)を用いることができる。
当該バイナリーマスクは、一般的には、石英ガラス基板上に、遮光部としてクロム膜、酸化クロム膜等が形成されたものが用いられる。
当該ハーフトーン型位相シフトマスクは、一般的には石英ガラス基板上に、遮光部としてMoSi(モリブデン・シリサイド)膜、クロム膜、酸化クロム膜、酸窒化シリコン膜等が形成されたものが用いられる。
なお、フォトマスクを介さない露光、たとえばEB等による描画により選択的露光を行ってもよい。
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and includes KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation.
As the photomask, for example, a binary mask (Binary-Mask) in which the transmittance of the light shielding portion is 0% or a halftone phase shift mask (HT-Mask) in which the transmittance of the light shielding portion is 6% can be used.
In general, the binary mask is formed by forming a chromium film, a chromium oxide film or the like as a light shielding portion on a quartz glass substrate.
As the halftone phase shift mask, generally, a quartz glass substrate on which a MoSi (molybdenum silicide) film, a chromium film, a chromium oxide film, a silicon oxynitride film, or the like is formed as a light shielding portion is used. .
Note that selective exposure may be performed by exposure without using a photomask, for example, drawing by EB or the like.

第一のレジスト膜の選択的露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光で行ってもよい。
液浸露光では、上述したように、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズとウェーハ上のレジスト膜との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たした状態で露光を行う。
より具体的には、液浸露光は、上記のようにして得られたレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で、所望のフォトマスクを介して露光(浸漬露光)することによって実施できる。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、当該浸漬露光によって露光される第一のレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The selective exposure of the first resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or immersion exposure.
In immersion exposure, as described above, the portion between the lens, which has been conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, and the resist film on the wafer is refracted larger than the refractive index of air. Exposure is performed in a state filled with a solvent (immersion medium) having a high rate.
More specifically, the immersion exposure is a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than the refractive index of air between the resist film obtained as described above and the lowermost lens of the exposure apparatus. And in that state, exposure (immersion exposure) is performed through a desired photomask.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the first resist film exposed by the immersion exposure is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include a fluorine-based compound such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as a main component. Examples thereof include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180 ° C are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160 ° C are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.). Examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine ( Boiling point of 174 ° C.).
As the immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility, and the like.

PEB処理は、第一のレジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性を変化(増減)させ得るベーク温度で行う。
すなわち、第一のレジスト膜は、たとえば化学増幅型レジスト組成物等を用いて形成されるレジスト膜は、露光後、PEB処理を行うことで、酸発生剤から発生した酸の当該レジスト膜内での拡散と、該酸の作用による当該レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性の変化(増減)とが進行する。
具体的には、たとえば所定のパターンが形成されたフォトマスクを介して第一のレジスト膜を選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB処理が40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施される。
The PEB treatment is performed at a baking temperature that can change (increase / decrease) the solubility of the first resist film in an alkaline developer.
That is, the first resist film, for example, a resist film formed using a chemically amplified resist composition or the like, is subjected to PEB treatment after exposure within the resist film of the acid generated from the acid generator. And the change (increase / decrease) in the solubility of the resist film in the alkaline developer by the action of the acid proceeds.
Specifically, for example, after selectively exposing the first resist film through a photomask having a predetermined pattern formed, PEB treatment is performed for 40 to 120 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C., preferably It is applied for 60 to 90 seconds.

PEB処理後、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する。
アルカリ現像は、アルカリ水溶液、例えば濃度0.1〜10質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて、公知の方法により実施できる。かかるアルカリ現像により、第一のレジスト膜の露光部(ポジ型レジスト組成物を用いた場合)又は未露光部(ネガ型レジスト組成物を用いた場合)が除去されて第一のレジストパターンが形成される。
上記アルカリ現像後、水等によるリンス処理を行ってもよい。
また、上記アルカリ現像後、さらに、ベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。ポストベークは(アルカリ現像やリンス処理後の水分を除去する目的で行われるため)通常100℃程度の条件で行われ、処理時間は、好ましくは30〜90秒間である。
After the PEB treatment, alkali development is performed to form a first resist pattern.
The alkali development can be carried out by a known method using an aqueous alkali solution, for example, an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution having a concentration of 0.1 to 10% by mass. By such alkali development, the exposed portion (when using a positive resist composition) or the unexposed portion (when using a negative resist composition) of the first resist film is removed to form a first resist pattern. Is done.
After the alkali development, a rinse treatment with water or the like may be performed.
Further, after the alkali development, a baking process (post-bake) may be further performed. Post-baking is usually performed under conditions of about 100 ° C. (because it is performed for the purpose of removing water after alkali development and rinsing), and the processing time is preferably 30 to 90 seconds.

[パターニング工程(2)]
次いで、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成する。
たとえば、第一のレジストパターンがラインアンドスペースのレジストパターン(以下「L/Sパターン」という。)である場合、そのL/Sパターンにおける複数のレジストパターン間のスペース部を充填するように、第二のレジスト膜を、第一のレジスト膜と同様、従来公知の方法によって形成することができる。
第二のレジスト膜の膜厚は、少なくとも、第一のレジストパターンの高さと同じか、それよりも厚いことが好ましい。すなわち、支持体を第二のレジスト膜側から見た場合、その表面が平坦であることが好ましい。
[Patterning process (2)]
Next, a second resist material is applied on the support on which the first resist pattern is formed to form a second resist film.
For example, when the first resist pattern is a line-and-space resist pattern (hereinafter referred to as “L / S pattern”), the first resist pattern is filled with a space portion between a plurality of resist patterns in the L / S pattern. Similar to the first resist film, the second resist film can be formed by a conventionally known method.
The film thickness of the second resist film is preferably at least the same as or higher than the height of the first resist pattern. That is, when the support is viewed from the second resist film side, the surface is preferably flat.

次に、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する。
具体的には、たとえば、第二のレジスト膜の、複数のレジストパターンが形成された位置とは異なる位置を、フォトマスクを介して選択的に露光し、PEB処理を施し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する。
これにより、第二のレジスト材料がポジ型の場合には第二のレジスト膜の露光部、ネガ型の場合には未露光部がそれぞれ除去されて、前記L/Sパターンにおいては、複数のレジストパターン間に、それぞれ、新しく複数のレジストパターンが形成される。その結果、支持体上に、複数のレジストパターンと、第二のレジスト膜に新たに形成された複数のレジストパターンとからなるレジストパターンが形成される。
ここで、本発明においては、第一のレジストパターンと完全に一致する場合以外はすべて「第一のレジストパターンを形成した位置とは異なる位置」であり、全く重複していない場合、および一部重複している場合を含むものとする。
本発明においては、たとえば、最終的にL/Sパターンを形成する場合、第一のレジストパターンを形成した位置と、パターニング工程(2)で選択的に露光する位置とが全く重複しないことが好ましい。これにより、パターニング工程(1)で形成した第一のレジストパターンよりも、パターンの間隔(ピッチ)が狭い狭ピッチのパターンを形成することができる。
Next, the second resist film is selectively exposed and alkali developed to form a resist pattern.
Specifically, for example, the second resist film is selectively exposed through a photomask at a position different from the position where the plurality of resist patterns are formed, subjected to PEB treatment, and subjected to alkali development to form a resist. Form a pattern.
As a result, when the second resist material is positive, the exposed portion of the second resist film is removed, and when the second resist material is negative, the unexposed portion is removed. In the L / S pattern, a plurality of resists are removed. A plurality of resist patterns are newly formed between the patterns. As a result, a resist pattern including a plurality of resist patterns and a plurality of resist patterns newly formed on the second resist film is formed on the support.
Here, in the present invention, except for the case where it completely coincides with the first resist pattern, all are “positions different from the position where the first resist pattern is formed”, and there are no overlaps and some Including duplicate cases.
In the present invention, for example, when the L / S pattern is finally formed, it is preferable that the position where the first resist pattern is formed and the position selectively exposed in the patterning step (2) do not overlap at all. . Thereby, it is possible to form a narrow pitch pattern in which the pattern interval (pitch) is narrower than the first resist pattern formed in the patterning step (1).

第二のレジスト膜の選択的露光は、たとえばパターニング工程(1)で用いたフォトマスクを、露光位置を若干ずらすことにより実施できる。また、このとき、パターニング工程(1)で用いたフォトマスクとは別のフォトマスクを使用してもよい。
第二のレジスト膜から形成されるレジストパターンの位置は、第一のレジストパターンの位置と全く重複していなくてもよく、第一のレジストパターンの位置と一部重複していてもよいが、第二のレジスト膜から形成されるレジストパターンの位置と、第一のレジストパターンの位置とが全く重複していないことが好ましい。これにより、パターニング工程(1)で形成した第一のレジストパターンよりも、パターンの間隔(ピッチ)が狭い狭ピッチのレジストパターンが得られる。
The selective exposure of the second resist film can be performed, for example, by slightly shifting the exposure position of the photomask used in the patterning step (1). At this time, a photomask different from the photomask used in the patterning step (1) may be used.
The position of the resist pattern formed from the second resist film may not overlap at all with the position of the first resist pattern, and may partially overlap with the position of the first resist pattern. It is preferable that the position of the resist pattern formed from the second resist film and the position of the first resist pattern do not overlap at all. Thus, a narrow pitch resist pattern having a pattern interval (pitch) narrower than that of the first resist pattern formed in the patterning step (1) is obtained.

たとえばL/Sパターンを形成する場合を例に挙げると、パターニング工程(1)で、複数のラインが一定のピッチで配置されたラインアンドスペースのフォトマスクを用いてL/Sパターンを形成した後、パターニング工程(2)で、当該フォトマスクの位置を変更して、パターニング工程(1)で形成したラインパターンとラインパターンとの中間位置にラインパターンを形成することにより、最初に形成したL/Sパターン(疎パターン)よりも狭ピッチの、L/Sパターン(密パターン)が形成される。
「疎パターン」としては、L/Sパターンにおいて、ライン幅:スペース幅=1:2以上にスペース幅が広いL/Sパターンが好ましい。
For example, in the case of forming an L / S pattern, for example, in the patterning step (1), after forming an L / S pattern using a line and space photomask in which a plurality of lines are arranged at a constant pitch In the patterning step (2), the position of the photomask is changed, and a line pattern is formed at an intermediate position between the line pattern and the line pattern formed in the patterning step (1). An L / S pattern (dense pattern) having a narrower pitch than the S pattern (sparse pattern) is formed.
As the “sparse pattern”, in the L / S pattern, an L / S pattern having a wider space width than line width: space width = 1: 2 is preferable.

露光後、PEB処理を行う。
PEB処理は、パターニング工程(1)におけるPEB処理と同様の方法によって行うことができる。
PEB処理後、第二のレジスト膜のアルカリ現像を行う。アルカリ現像は、アルカリ水溶液、例えば濃度0.1〜10質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて、公知の方法により実施できる。かかるアルカリ現像により、第二のレジスト材料がポジ型の場合には第二のレジスト膜の露光部、ネガ型の場合には未露光部がそれぞれ除去されてレジストパターンが形成される。
上記アルカリ現像後、水等によるリンス処理を行ってもよい。
また、上記アルカリ現像後、さらに、ベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。ポストベークは(アルカリ現像やリンス処理後の水分を除去する目的で行われるため)通常100℃程度の条件で行われ、処理時間は、好ましくは30〜90秒間である。
After exposure, PEB processing is performed.
The PEB process can be performed by the same method as the PEB process in the patterning step (1).
After the PEB treatment, alkali development of the second resist film is performed. The alkali development can be carried out by a known method using an aqueous alkali solution, for example, an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution having a concentration of 0.1 to 10% by mass. By such alkali development, when the second resist material is a positive type, an exposed portion of the second resist film is removed, and when it is a negative type, an unexposed portion is removed to form a resist pattern.
After the alkali development, a rinse treatment with water or the like may be performed.
Further, after the alkali development, a baking process (post-bake) may be further performed. Post-baking is usually performed under conditions of about 100 ° C. (because it is performed for the purpose of removing water after alkali development and rinsing), and the processing time is preferably 30 to 90 seconds.

本発明のレジストパターン形成方法においては、狭ピッチの密なL/Sパターンを容易に形成できることから、前記第一のレジストパターンが、L/Sパターンであることが好ましい。
具体的には、例えば、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:3のL/Sパターン(疎パターン)を形成した後、フォトマスクを、ラインの方向に対して垂直方向に200nm平行移動させ、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:3のL/Sパターンを形成する。その結果、ライン幅100nm、ライン幅:スペース幅=1:1のL/Sパターン(密なパターン)を形成することができる。
In the resist pattern forming method of the present invention, it is preferable that the first resist pattern is an L / S pattern because a dense L / S pattern with a narrow pitch can be easily formed.
Specifically, for example, after forming an L / S pattern (sparse pattern) having a line width of 100 nm and a line width: space width = 1: 3, the photomask is translated by 200 nm in a direction perpendicular to the line direction. Then, an L / S pattern having a line width of 100 nm and a line width: space width = 1: 3 is formed. As a result, an L / S pattern (dense pattern) having a line width of 100 nm and a line width: space width = 1: 1 can be formed.

また、パターニング工程(1)で用いたフォトマスクを回転移動させたり、パターニング工程(1)で用いたフォトマスクとは異なるフォトマスク(たとえば、パターニング工程(1)においてラインアンドスペースのフォトマスク、パターニング工程(2)においてホールのフォトマスク等)を用いたりすること等により、微細なレジストパターン、および/または、多様な形状のレジストパターンを形成することができる。   Further, the photomask used in the patterning step (1) is rotated or moved, or a photomask different from the photomask used in the patterning step (1) (for example, a line-and-space photomask or patterning in the patterning step (1)). By using a hole photomask or the like in step (2), a fine resist pattern and / or resist patterns having various shapes can be formed.

たとえば、パターニング工程(1)で得られた第一のL/Sパターンに対して交差した位置関係で露光し現像する、すなわちクロスラインパターニングを行うことにより、ホール状又は格子状のレジストパターンを形成することもできる。クロスラインパターニングを行う場合、ラインアンドスペースの各レジストパターンにおける、ライン幅:スペース幅の比率や、各パターンの交差角度は、最終的に得られるホール状又は格子状のレジストパターンの形状に合うように適宜制御すればよい。たとえば、交差する角度は、目的のパターンに応じて、直交させたり、斜めに(90°未満で)交差させたりすればよい。
このように、第一と第二のL/Sパターンから、ホール状(もしくは格子状)のパターンが形成されるのは、プロセス上の要因の他、第二のレジストパターン形成時に露光により発生する酸の拡散方向の不均一性(例えば、第一のL/Sパターンの存在する方向では、(そうでない方向に比べて)酸拡散が制御され得る)等に因るため、と考えられる。
For example, a hole-like or lattice-like resist pattern is formed by exposing and developing in a crossing relationship with the first L / S pattern obtained in the patterning step (1), that is, by performing cross-line patterning. You can also When performing cross-line patterning, the ratio of line width: space width and the crossing angle of each pattern in each line-and-space resist pattern match the shape of the finally obtained hole-shaped or lattice-shaped resist pattern. It may be appropriately controlled. For example, the intersecting angle may be made orthogonal or obliquely (less than 90 °) depending on the target pattern.
Thus, the formation of a hole-like (or lattice-like) pattern from the first and second L / S patterns occurs due to exposure during the formation of the second resist pattern in addition to the process factors. This is considered to be due to non-uniformity in the acid diffusion direction (for example, in the direction where the first L / S pattern exists, acid diffusion can be controlled (compared to the direction where the first L / S pattern does not exist)).

本発明のレジストパターン形成方法においては、上記パターニング工程(2)の後、さらに、上述したパターニング工程(2)と同様の操作を複数回繰り返して行ってもよい。すなわち、上記パターニング工程(2)でレジストパターンが形成された支持体上に、第三のレジスト材料を塗布してレジスト膜を形成し、該レジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する操作を複数回行ってもよい。これにより、さらに狭ピッチのより密なパターンや複雑な形状のパターンを形成することができる。
かかる場合、第二のレジスト材料に配合される有機溶剤(S2)及び第三のレジスト材料に配合される有機溶剤(S3)の両方で洗浄(精製)した樹脂(A1)を、第一のレジスト材料に配合するとともに、第三のレジスト材料に配合される有機溶剤(S3)で洗浄(精製)した樹脂(A2)を、第二のレジスト材料に配合することが好ましい。これにより、2回目及び3回目の両方のパターニングの影響を受けにくい第一のレジストパターンと、3回目のパターニングの影響を受けにくい第二のレジストパターンとを形成できる。
In the resist pattern forming method of the present invention, after the patterning step (2), the same operation as the above-described patterning step (2) may be repeated a plurality of times. That is, a third resist material is applied on the support on which the resist pattern has been formed in the patterning step (2) to form a resist film, the resist film is selectively exposed, and alkali-developed to form a resist. You may perform the operation which forms a pattern in multiple times. Thereby, a denser pattern with a narrower pitch or a pattern with a complicated shape can be formed.
In such a case, the resin (A1) washed (purified) with both the organic solvent (S2) compounded in the second resist material and the organic solvent (S3) compounded in the third resist material is used as the first resist. While blended with the material, it is preferable to blend the resin (A2) washed (purified) with the organic solvent (S3) blended with the third resist material into the second resist material. Accordingly, it is possible to form the first resist pattern that is not easily influenced by the second and third patterning and the second resist pattern that is not easily influenced by the third patterning.

本発明のレジストパターン形成方法においては、上記パターニング工程(2)の後、形成されたレジストパターンをマスクとして用いて、支持体のエッチングを行ってもよい。このように支持体をエッチングすることにより、半導体デバイス等を製造することができる。
エッチングの方法は、公知のドライ又はウェットエッチングの方法が利用できる。たとえば有機膜(レジストパターン、有機系の反射防止膜等)のエッチングは、ドライエッチングが好ましい。特に、酸素プラズマエッチング、またはCFガスもしくはCHFガスを用いたエッチングが好ましく、中でも酸素プラズマエッチングが好ましい。
基板や無機系の反射防止膜のエッチングは、ハロゲンガスを用いたエッチングが好ましく、フッ化炭素系ガスを用いたエッチングが好ましく、特にCFガス又はCHFガスを用いたエッチングが好ましい。
In the resist pattern forming method of the present invention, after the patterning step (2), the support may be etched using the formed resist pattern as a mask. Thus, a semiconductor device etc. can be manufactured by etching a support body.
As the etching method, a known dry or wet etching method can be used. For example, the etching of the organic film (resist pattern, organic antireflection film, etc.) is preferably dry etching. In particular, oxygen plasma etching or etching using CF 4 gas or CHF 3 gas is preferable, and oxygen plasma etching is particularly preferable.
Etching of the substrate and the inorganic antireflection film is preferably performed using a halogen gas, more preferably using a fluorocarbon gas, and particularly preferably using a CF 4 gas or a CHF 3 gas.

(第一のレジスト材料)
第一のレジスト材料は、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)(以下「(S1)成分」ともいう。)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するものである。
かかる第一のレジスト材料は、露光により酸を発生する酸発生剤を含有する化学増幅型レジスト組成物であることが好ましく、具体的には、前記樹脂(A1)(以下「(A1)成分」という。)として、前記酸発生剤から発生する酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する樹脂と、該(A1)成分を溶解する有機溶剤(S1)((S1)成分)と、前記酸発生剤(B)(以下「(B)成分」という。)とを含有するものが好適なものとして挙げられる。
支持体上に、かかる第一のレジスト材料を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、(B)成分から酸が発生し、該酸が(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を変化させる。その結果、当該レジスト膜の露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が変化する一方で、未露光部はアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、アルカリ現像することにより、ポジ型の場合は露光部が、ネガ型の場合は未露光部が溶解除去されてレジストパターンが形成される。
かかる第一のレジスト材料は、ネガ型レジスト組成物であってもよく、ポジ型レジスト組成物であってもよい。
(First resist material)
The first resist material contains a resin (A1) and an organic solvent (S1) that dissolves the resin (A1) (hereinafter also referred to as “component (S1)”), and is dissolved in an alkaline developer by exposure. Sex changes.
The first resist material is preferably a chemically amplified resist composition containing an acid generator that generates an acid upon exposure. Specifically, the resin (A1) (hereinafter referred to as “component (A1)”). A resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid generated from the acid generator, an organic solvent (S1) (component (S1)) that dissolves the component (A1), and What contains an acid generator (B) (henceforth "(B) component") is mentioned as a suitable thing.
When the resist film formed using the first resist material on the support is selectively exposed during the formation of the resist pattern, an acid is generated from the component (B), and the acid is a component of the component (A1). Change the solubility in an alkaline developer. As a result, while the solubility of the exposed portion of the resist film in the alkali developer changes, the solubility of the unexposed portion in the alkali developer does not change. However, in the case of the negative type, the unexposed portion is dissolved and removed to form a resist pattern.
The first resist material may be a negative resist composition or a positive resist composition.

<(A1)成分>
(A1)成分は、有機溶剤(S1)に溶解するもので、かつ、有機溶剤(S2)に溶解しないものであり、これまで化学増幅型レジスト用の基材成分として用いられている高分子化合物(樹脂)を1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
ここでいう「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、また、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすい。
前記基材成分として用いられる「分子量が500以上の有機化合物」は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、分子量が500以上4000未満の非重合体を低分子化合物という。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、分子量が1000以上の重合体を高分子化合物という。高分子化合物の場合、「分子量」としてはGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。以下、高分子化合物を単に「樹脂」ということがある。
本発明においては、(A1)成分が、アクリル系樹脂であることが好ましい。
<(A1) component>
The component (A1) is a polymer compound that dissolves in the organic solvent (S1) and does not dissolve in the organic solvent (S2), and has been used as a base material component for chemically amplified resists so far. (Resin) can be used alone or in admixture of two or more.
The “base material component” here is an organic compound having a film forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film-forming ability is improved and a nano-level resist pattern is easily formed.
“Organic compounds having a molecular weight of 500 or more” used as the base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, a nonpolymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is referred to as a low molecular compound.
As the polymer, those having a molecular weight of 1000 or more are usually used. Hereinafter, a polymer having a molecular weight of 1000 or more is referred to as a polymer compound. In the case of a polymer compound, the “molecular weight” is a polystyrene-reduced mass average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography). Hereinafter, the polymer compound may be simply referred to as “resin”.
In the present invention, the component (A1) is preferably an acrylic resin.

本発明における第一のレジスト材料が「ポジ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、(A1)成分は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂(以下「(A1−1)成分」という。)が用いられる。
該(A1−1)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、露光により前記(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ポジ型の化学増幅型レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりレジストパターンが形成できる。
When the first resist material in the present invention is a “positive chemically amplified resist composition”, the component (A1) is a resin (hereinafter referred to as “(A1-)” whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. 1) Component ")) is used.
The component (A1-1) is hardly soluble in an alkali developer before exposure, and when an acid is generated from the component (B) by exposure, the solubility in the alkali developer is increased by the action of the acid. . Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the positive chemically amplified resist composition on the support is selectively exposed, the exposed portion is hardly soluble in an alkali developer. However, since the unexposed area remains hardly soluble in alkali and does not change, a resist pattern can be formed by alkali development.

第一のレジスト材料における(A1)成分は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂((A1−1)成分)であることが好ましい。すなわち、本発明における第一のレジスト材料は、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物であることが好ましい。
第一のレジスト材料が「ポジ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、基材成分として、(A1−1)成分に加えて、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する低分子化合物成分を用いてもよい。
The component (A1) in the first resist material is preferably a resin ((A1-1) component) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. That is, the first resist material in the present invention is preferably a positive chemically amplified resist composition.
When the first resist material is a “positive chemically amplified resist composition”, as a base material component, in addition to the component (A1-1), the solubility in an alkaline developer is increased due to the action of an acid. Molecular compound components may be used.

[(A1−1)成分]
(A1−1)成分としては、通常、化学増幅型レジスト用の基材成分として用いられている樹脂成分(ベース樹脂)を1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
(A1−1)成分としては、アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有するものが好ましい。
[(A1-1) component]
As the component (A1-1), a resin component (base resin) that is usually used as a base component for a chemically amplified resist can be used singly or in combination of two or more. .
As the component (A1-1), those having a structural unit derived from an acrylate ester are preferable.

ここで、本明細書および本特許請求の範囲において、「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことを意味する。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての炭素数1〜5のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
また、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記「α位の置換基としての炭素数1〜5のアルキル基」の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
本発明において、アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
Here, in the present specification and claims, the “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include those in which a hydrogen atom is bonded to the carbon atom at the α-position, and those in which a substituent (atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the carbon atom in the α-position. Include concepts. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Note that the α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester means a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, unless otherwise specified.
In the acrylic ester, the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as the substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl And a lower linear or branched alkyl group such as a group, a pentyl group, an isopentyl group and a neopentyl group.
Further, as the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a part or all of the hydrogen atoms in the above-mentioned “alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent at the α-position” are substituted with halogen atoms. Group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
In the present invention, the α-position of the acrylate ester is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. It is more preferably a C 1-5 alkyl group or a C 1-5 fluorinated alkyl group, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.

なかでも、特に、(A1−1)成分としては、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有することが好ましい。
また、(A1−1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有することが好ましい。
また、(A1−1)成分は、構成単位(a1)に加えて、又は構成単位(a1)と構成単位(a2)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有することが好ましい。
また、(A1−1)成分は、構成単位(a1)に加えて、構成単位(a1)と構成単位(a2)に加えて、構成単位(a1)と構成単位(a3)に加えて、又は構成単位(a1)〜(a3)に加えて、さらに、その他構成単位を有してもよい。
Especially, it is preferable as (A1-1) component to have a structural unit (a1) induced | guided | derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
In addition to the structural unit (a1), the component (A1-1) preferably further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
In addition to the structural unit (a1) or the structural unit (a1) and the structural unit (a2), the component (A1-1) is further an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. It is preferable to have a structural unit (a3) derived from
In addition to the structural unit (a1), the component (A1-1) is added to the structural unit (a1) and the structural unit (a3), in addition to the structural unit (a1) and the structural unit (a2), or In addition to the structural units (a1) to (a3), other structural units may be included.

(構成単位(a1))
構成単位(a1)は、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は(A1−1)成分全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸により解離してこの(A1−1)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。
(Structural unit (a1))
The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A1-1) difficult to dissolve in an alkali developer before dissociation, and dissociates with an acid. A1-1) This increases the solubility of the entire component in an alkaline developer, and those proposed so far as acid dissociable, dissolution inhibiting groups for base resins for chemically amplified resists can be used. . In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group is widely known. .

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

第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。
「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。
また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、炭素数4〜8の第3級アルキル基が好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.
Here, the term “aliphatic branched” in the claims and the specification means having a branched structure having no aromaticity.
The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group.
The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
As the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group, a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and specific examples include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, and a tert-heptyl group. .

「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
構成単位(a1)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、炭素数1〜5の低級アルコキシ基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
「脂肪族環式基」の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。
また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。「脂肪族環式基」は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O) and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group.
The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. The “aliphatic cyclic group” is preferably a polycyclic group.
Examples of the aliphatic cyclic group include a monocycloalkane which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group; bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specifically, monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane are exemplified. .

脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えば環状のアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には2−メチル−2−アダマンチル基や、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式(a1”−1)〜(a1”−6)で示す構成単位において、カルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の酸素原子に結合した基の様に、アダマンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ノルボルニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。   Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cyclic alkyl group. Specifically, 2-methyl-2 -Adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, etc. are mentioned. Alternatively, in the structural units represented by the following general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), an adamantyl group such as a group bonded to an oxygen atom of a carbonyloxy group (—C (O) —O—) A group having an aliphatic cyclic group such as a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a norbornyl group, a tricyclodecyl group, or a tetracyclododecyl group and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto. Can be mentioned.

Figure 0005764297
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;R15、R16はアルキル基(直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である)を示す。]
Figure 0005764297
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 15 and R 16 each represents an alkyl group (which may be linear or branched, and preferably has 1 to 5 carbon atoms. Is). ]

一般式(a1”−1)〜(a1”−6)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。   In the general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group of R is a lower alkyl group or halogenated lower alkyl which may be bonded to the α-position of the acrylate ester. It is the same as the alkyl group.

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

Figure 0005764297
[式中、R’,R’はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 0005764297
[Wherein, R 1 ′ and R 2 ′ each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, n represents an integer of 0 to 3, and Y represents a lower alkyl group or an aliphatic cyclic group. ]

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

Figure 0005764297
[式中、R’、n、Yは上記と同様である。]
Figure 0005764297
[Wherein R 1 ′, n and Y are the same as described above. ]

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

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

Figure 0005764297
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
Figure 0005764297
[Wherein, R 17 and R 18 each independently represent a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and R 19 represents a linear, branched or cyclic alkyl group. Alternatively, R 17 and R 19 may be each independently a linear or branched alkylene group, and the end of R 17 and the end of R 19 may be bonded to form a ring. ]

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

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。   As the structural unit (a1), one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following general formula (a1-0-1) and structural units represented by the following general formula (a1-0-2): Is preferably used.

Figure 0005764297
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。]
Figure 0005764297
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; and X 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group. ]

Figure 0005764297
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yは2価の連結基を示す。]
Figure 0005764297
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 2 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents a divalent linking group. ]

一般式(a1−0−1)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定されることはなく、例えば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基、アセタール型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。
In general formula (a1-0-1), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group for R is the same as the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group that may be bonded to the α-position of the acrylate ester. .
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group and acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group. And tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting groups are preferred.

一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
は、式(a1−0−1)中のXと同様である。
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above.
X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).

の2価の連結基としては、アルキレン基、2価の脂肪族環式基またはヘテロ原子を含む2価の連結基が挙げられる。
該脂肪族環式基としては、水素原子が2個以上除かれた基が用いられること以外は前記「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
がアルキレン基である場合、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが特に好ましく、炭素数1〜3であることが最も好ましい。
が2価の脂肪族環式基である場合、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、イソボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンから水素原子が2個以上除かれた基であることが特に好ましい。
がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、「−A−O(酸素原子)−B−(ただし、AおよびBはそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。)」等が挙げられる。
Examples of the divalent linking group for Y 2 include an alkylene group, a divalent aliphatic cyclic group, and a divalent linking group containing a hetero atom.
As the aliphatic cyclic group, those similar to the explanation of the “aliphatic cyclic group” can be used except that a group in which two or more hydrogen atoms are removed is used.
When Y 2 is an alkylene group, it is preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, and 1 to 3 carbon atoms. Most preferably it is.
When Y 2 is a divalent aliphatic cyclic group, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane, cyclohexane, norbornane, isobornane, adamantane, tricyclodecane, or tetracyclododecane is particularly preferable. .
When Y 2 is a divalent linking group containing a hetero atom, examples of the divalent linking group containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O—, —C (═O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group), —S—. , —S (═O) 2 —, —S (═O) 2 —O—, “—AO (oxygen atom) —B— (wherein A and B each independently have a substituent) A divalent hydrocarbon group that may be present.) ”And the like.

が−NH−の場合における置換基(アルキル基、アシル基等)の炭素数としては1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜5であることが特に好ましい。
が「A−O−B」である場合、AおよびBは、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。
炭化水素基が「置換基を有する」とは、該炭化水素基における水素原子の一部または全部が、水素原子以外の基または原子で置換されていることを意味する。
When Y 2 is —NH—, the substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms. It is particularly preferred that
When Y 2 is “A—O—B”, A and B are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.
The hydrocarbon group having “substituent” means that part or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are substituted with groups or atoms other than hydrogen atoms.

Aにおける炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。   The hydrocarbon group in A may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity.

Aにおける脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
Aにおける脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group for A may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group for A include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.

直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8がより好ましく、2〜5がさらに好ましく、2が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8, still more preferably 2 to 5, and most preferably 2.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable. Specifically, a methylene group, an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [— (CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferred, and specifically, —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - Alkylethylene groups such as CH (CH 3 ) CH 2 —, —CH (CH 3 ) CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 CH 2 —, —CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 —; Alkyl trimethylene groups such as —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 —; —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - alkyl, such as alkyl tetramethylene group such as Such as an alkylene group, and the like. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The chain-like aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (═O).

環を含む脂肪族炭化水素基としては、環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか又は鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式基としては、炭素数3〜6のモノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。
多環式基としては、炭素数7〜12のポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとして具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring include a cyclic aliphatic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and the cyclic aliphatic hydrocarbon group described above as a chain-like aliphatic group. And a group bonded to the terminal of the aromatic hydrocarbon group or interposed in the middle of the chain-like aliphatic hydrocarbon group.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. As the monocyclic group, a group in which two hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane.
As the polycyclic group, a group in which two hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms is preferable. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetra And cyclododecane.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.

Aとしては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数2〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、エチレン基が最も好ましい。   A is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, still more preferably a linear alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and most preferably an ethylene group.

Aにおける芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、1価の芳香族炭化水素基の芳香族炭化水素の核から水素原子をさらに1つ除いた2価の芳香族炭化水素基;当該2価の芳香族炭化水素基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された芳香族炭化水素基;ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基等で、かつ、その芳香族炭化水素の核から水素原子をさらに1つ除いた芳香族炭化水素基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group in A include a monovalent aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. A divalent aromatic hydrocarbon group obtained by further removing one hydrogen atom from the nucleus of the aromatic hydrocarbon; a part of carbon atoms constituting the ring of the divalent aromatic hydrocarbon group is an oxygen atom, a sulfur atom, Aromatic hydrocarbon groups substituted with heteroatoms such as nitrogen atoms; arylalkyl groups such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 1-naphthylethyl, 2-naphthylethyl and the like And an aromatic hydrocarbon group obtained by removing one hydrogen atom from the nucleus of the aromatic hydrocarbon.
The aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).

Bにおける炭化水素基としては、前記Aで挙げたものと同様の2価の炭化水素基が挙げられる。
Bとしては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基またはアルキルメチレン基が特に好ましい。
アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
Examples of the hydrocarbon group for B include the same divalent hydrocarbon groups as those described above for A.
B is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, particularly preferably a methylene group or an alkylmethylene group.
The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 0005764297
[式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;nは0〜3の整数を表し;Yは2価の連結基を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 0005764297
[Wherein, X ′ represents a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aliphatic cyclic group; n represents an integer of 0 to 3] Y 2 represents a divalent linking group; R is the same as defined above; R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記式中、X’は、前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものが挙げられる。
’、R’、n、Yとしては、それぞれ、上述の「アセタール型酸解離性溶解抑制基」の説明において挙げた一般式(p1)におけるR’、R’、n、Yと同様のものが挙げられる。
としては、上述の一般式(a1−0−2)におけるYと同様のものが挙げられる。
In the formula, X 'include the same tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting groups as those described above for X 1.
R 1 ', R 2', n, as the Y, respectively, R 1 in the general formula listed in the description of "acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group" described above (p1) ', R 2' , n, Y The same thing is mentioned.
The Y 2, the same groups as those described above for Y 2 in the general formula (a1-0-2).

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。
以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.
In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
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Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
Figure 0005764297

構成単位(a1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
その中でも、一般式(a1−1)又は(a1−3)で表される構成単位が好ましく、具体的には、式(a1−1−1)〜(a1−1−4)、式(a1−1−16)〜(a1−1−17)、式(a1−1−20)〜(a1−1−23)、式(a1−1−26)、式(a1−1−32)〜(a1−1−33)および式(a1−3−25)〜(a1−3−28)からなる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜(a1−1−3)および式(a1−1−26)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるもの;式(a1−1−16)〜(a1−1−17)、式(a1−1−20)〜(a1−1−23)および式(a1−1−32)〜(a1−1−33)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)で表されるもの;式(a1−3−25)〜(a1−3−26)の構成単位を包括する下記一般式(a1−3−01)で表されるもの、又は式(a1−3−27)〜(a1−3−28)の構成単位を包括する下記一般式(a1−3−02)で表されるものも好ましい。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these, the structural unit represented by the general formula (a1-1) or (a1-3) is preferable, and specifically, the formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) and the formula (a1) -1-16) to (a1-1-17), formulas (a1-1-20) to (a1-1-23), formula (a1-1-26), formulas (a1-1-32) to ( It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of a1-1-33) and formulas (a1-3-25) to (a1-3-28).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, the following general formula (a1-1-1-) which includes structural units of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-3) and the formula (a1-1-26) 01); formulas (a1-1-16) to (a1-1-17), formulas (a1-1-20) to (a1-1-23) and formula (a1-1-32) Represented by the following general formula (a1-1-02) including structural units of (a1-1-33); structural units of formulas (a1-3-25) to (a1-3-26) What is represented by the following general formula (a1-3-01), or the following general formula (a1-3-02) that includes structural units of the formulas (a1-3-27) to (a1-3-28) ) Is also preferred.

Figure 0005764297
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を示し、R11は炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
Figure 0005764297
(In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 11 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

Figure 0005764297
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を示し、R12は炭素数1〜5のアルキル基を示す。n’は1〜6の整数を表す。)
Figure 0005764297
(In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 12 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Represents an integer of 6.)

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。
11の炭素数1〜5のアルキル基は、Rにおける炭素数1〜5のアルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましい。
In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above.
Alkyl group of 1 to 5 carbon atoms for R 11 is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R, a methyl group or an ethyl group is preferred.

一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。
12の炭素数1〜5のアルキル基は、Rにおける炭素数1〜5のアルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。
n’は、1又は2が好ましい。
In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R 12 is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group.
n ′ is preferably 1 or 2.

Figure 0005764297
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を示し;R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、R13は水素原子またはメチル基であり、a0は1〜10の整数である。)
Figure 0005764297
(In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 14 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 13 represents hydrogen. An atom or a methyl group, and a0 is an integer of 1 to 10.)

Figure 0005764297
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を示し;R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、R13は水素原子またはメチル基であり、a0は1〜10の整数であり、n’は1〜6の整数である。)
Figure 0005764297
(In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 14 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 13 represents hydrogen. An atom or a methyl group, a0 is an integer of 1 to 10, and n ′ is an integer of 1 to 6.)

前記一般式(a1−3−01)または(a1−3−02)において、Rについては上記と同様である。
13は、水素原子が好ましい。
14の炭素数1〜5のアルキル基は、Rにおける炭素数1〜5のアルキル基と同様であり、メチル基またはエチル基が好ましい。
a0は1〜8の整数が好ましく、2〜5の整数が特に好ましく、2が最も好ましい。
n’は上記と同様であり、1又は2が好ましい。
In the general formula (a1-3-01) or (a1-3-02), R is the same as described above.
R 13 is preferably a hydrogen atom.
Alkyl group of 1 to 5 carbon atoms for R 14 is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R, a methyl group or an ethyl group is preferred.
a0 is preferably an integer of 1 to 8, particularly preferably an integer of 2 to 5, and most preferably 2.
n ′ is the same as above, and is preferably 1 or 2.

(A1−1)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A1−1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、10〜80モル%が好ましく、20〜70モル%がより好ましく、25〜60モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   In the component (A1-1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A1-1). More preferably, it is 25-60 mol%. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

(構成単位(a2))
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
ここで、ラクトン含有環式基とは、−O−C(=O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
構成単位(a2)のラクトン環式基は、(A1−1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、水を含有する現像液との親和性を高めたりする上で有効なものである。
(Structural unit (a2))
The structural unit (a2) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
Here, the lactone-containing cyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing a —O—C (═O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
The lactone cyclic group of the structural unit (a2) has an affinity for a developer containing water or improving the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1-1) is used for forming a resist film. It is effective in enhancing the sex.

構成単位(a2)としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、4〜6員環ラクトンから水素原子を1つ除いた基、たとえばβ−プロピオノラクトンから水素原子を1つ除いた基、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基、δ−バレロラクトンから水素原子を1つ除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
As the structural unit (a2), any unit can be used without any particular limitation.
Specifically, the lactone-containing monocyclic group is a group obtained by removing one hydrogen atom from a 4- to 6-membered ring lactone, such as a group obtained by removing one hydrogen atom from β-propionolactone, or γ-butyrolactone. Examples thereof include a group in which one hydrogen atom has been removed, and a group in which one hydrogen atom has been removed from δ-valerolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.

構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 0005764297
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり;R’はそれぞれ独立に水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基または−COOR”であり、R”は水素原子またはアルキル基であり;R29は単結合または2価の連結基であり、s”は0または1〜2の整数であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり;mは0または1の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R ′ each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or —COOR; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; R 29 is a single bond or a divalent linking group; s" is 0 or an integer of 1 to 2; A "is an oxygen atom or a sulfur atom. An alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom or a sulfur atom, and m is an integer of 0 or 1. ]

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは、前記構成単位(a1)におけるRと同様である。
R’の炭素数1〜5のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。
R’の炭素数1〜5のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。
R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
R”は、水素原子または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基であることが好ましい。
R”が直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。
29は単結合または2価の連結基である。2価の連結基としては、前記一般式(a1−0−2)中のYで説明した2価の連結基と同様であり、それらの中でも、アルキレン基、エステル結合(−C(=O)−O−)、もしくはそれらの組み合わせであることが好ましい。R29における2価の連結基としてのアルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基がより好ましい。具体的には、前記YのうちAにおける脂肪族炭化水素基で挙げた直鎖状のアルキレン基、分岐鎖状のアルキレン基と同様のものが挙げられる。
s”は1〜2の整数が好ましい。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位の具体例をそれぞれ例示する。
以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as R in the structural unit (a1).
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R ′ include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
Examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms of R ′ include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group.
R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
R ″ is preferably a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms.
When R ″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom Or a monocycloalkane which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group; a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as a bicycloalkane, tricycloalkane or tetracycloalkane Specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Etc.
A ″ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group.
R 29 is a single bond or a divalent linking group. The divalent linking group is the same as the divalent linking group described for Y 2 in the general formula (a1-0-2), and among them, an alkylene group and an ester bond (—C (═O ) -O-) or a combination thereof. The alkylene group as the divalent linking group for R 29 is more preferably a linear or branched alkylene group. Specifically, the same as the linear alkylene group and the branched alkylene group mentioned as the aliphatic hydrocarbon group for A in Y 2 can be used.
s ″ is preferably an integer of 1 to 2.
Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) are illustrated below.
In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
Figure 0005764297

Figure 0005764297
Figure 0005764297

(A1−1)成分において、構成単位(a2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
構成単位(a2)としては、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。なかでも、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−7)、(a2−3−1)および(a2−3−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。
In the component (A1-1), as the structural unit (a2), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the structural unit (a2), at least one selected from the group consisting of structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) is preferable, and the general formulas (a2-1) to ( At least one selected from the group consisting of structural units represented by a2-3) is more preferred. Among them, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-7), (a2-3-1) and (a2-3-5) It is preferable to use at least one selected from the group consisting of structural units represented by

(A1−1)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A1−1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。   The proportion of the structural unit (a2) in the component (A1-1) is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, based on the total of all the structural units constituting the component (A1-1). Preferably, 20-50 mol% is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

(構成単位(a3))
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
(A1−1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A1−1)成分の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
(Structural unit (a3))
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
When the component (A1-1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A1-1) is increased, the affinity with the developer is increased, and the alkali solubility in the exposed area is improved. Contributes to improved resolution.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom. A hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. For example, a resin for a resist composition for an ArF excimer laser can be appropriately selected from those proposed. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom Is more preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane and the like. Specific examples include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3−1)で表される構成単位、式(a3−2)で表される構成単位、式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。   The structural unit (a3) is derived from a hydroxyethyl ester of acrylic acid when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the formula (a3-2), the formula ( The structural unit represented by a3-3) is preferred.

Figure 0005764297
(式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。)
Figure 0005764297
(In the formula, R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 1 to 5) And s is an integer of 1 to 3.)

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3rd position of the adamantyl group is particularly preferred.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。   In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. In these, a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is preferably bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a3)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A1−1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該(A1−1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%であることが好ましく、10〜40モル%がより好ましい。下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A1-1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1-1), and 10 to 40 mol. % Is more preferable. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a3) is sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

(その他構成単位)
(A1−1)成分は、上記構成単位(a1)〜(a3)以外のその他構成単位を含んでいてもよい。
かかるその他構成単位は、上述の構成単位(a1)〜(a3)に分類されない構成単位であれば特に限定されるものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
その他構成単位としては、上記構成単位(a1)〜(a3)を誘導する化合物と共重合可能な化合物から誘導される構成単位が好ましく、たとえば、酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a4)」という。)が挙げられる。
(Other structural units)
The component (A1-1) may contain other structural units other than the structural units (a1) to (a3).
Such other structural unit is not particularly limited as long as it is a structural unit not classified into the above structural units (a1) to (a3), and is used for resist resins for ArF excimer laser, KrF excimer laser, and the like. Many things conventionally known as a thing can be used.
The other structural unit is preferably a structural unit derived from a compound copolymerizable with the compound that derives the structural units (a1) to (a3), and includes, for example, an acid non-dissociable aliphatic polycyclic group. And a structural unit derived from an acrylate ester (hereinafter this structural unit is referred to as “structural unit (a4)”).

・構成単位(a4))について
構成単位(a4)は、酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
(A1−1)成分が構成単位(a4)を有することにより、焦点深度幅(DOF)、解像性、露光余裕度(ELマージン)等のリソグラフィー特性が向上する。また、炭素密度の向上により、エッチング耐性も向上する。
該多環式基は、たとえば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特に、トリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)で表される構造のものを例示することができる。
Structural Unit (a4) The structural unit (a4) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group.
When the component (A1-1) has the structural unit (a4), lithography characteristics such as a depth of focus (DOF), resolution, and exposure margin (EL margin) are improved. In addition, the etching resistance is improved by the improvement of the carbon density.
Examples of the polycyclic group include those exemplified in the case of the structural unit (a1), and for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). A number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 0005764297
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 0005764297
(In the formula, R is as defined above.)

構成単位(a4)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A1−1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、当該(A1−1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%であることが好ましく、5〜20モル%がより好ましい。下限値以上とすることにより、構成単位(a4)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。
As the structural unit (a4), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the component (A1-1) has the structural unit (a4), the proportion of the structural unit (a4) is 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1-1). It is preferably 5 to 20 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a4) is sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

第一のレジスト材料において、(A1−1)成分は、構成単位(a1)を有する高分子化合物であることが好ましい。
かかる(A1−1)成分としては、たとえば、構成単位(a1)、(a2)および(a3)からなる共重合体;構成単位(a1)、(a2)、(a3)および(a4)からなる共重合体等が例示できる。
In the first resist material, the component (A1-1) is preferably a polymer compound having the structural unit (a1).
Examples of the component (A1-1) include a copolymer composed of the structural units (a1), (a2) and (a3); and a structural unit (a1), (a2), (a3) and (a4). A copolymer etc. can be illustrated.

(A1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A1−1)成分としては、特に下記の様な構成単位の組み合わせを含む共重合体が好ましい。
(A1-1) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
As the component (A1-1), a copolymer containing the following combination of structural units is particularly preferable.

Figure 0005764297
[式中、Rは前記と同じである。複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。R11は上記式(a1−1−01)におけるR11と同じである。]
Figure 0005764297
[Wherein, R is the same as defined above. A plurality of R may be the same or different. R 11 is the same as R 11 in the formula (a1-1-01). ]

前記式中、Rは、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。
11は、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
In the above formula, R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R 11 is preferably a methyl group or an ethyl group, and more preferably a methyl group.

(A1−1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A1−1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A1-1) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). it can.
For the component (A1-1), a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination in the polymerization. it may be introduced -C (CF 3) 2 -OH group at the terminal. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

精製前の(A1−1)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されず、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また、精製前の(A1−1)成分の分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。なお、Mnは数平均分子量であることを示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A1-1) before purification (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, and more preferably 2000 to 20000. Is most preferred. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
Further, the dispersity (Mw / Mn) of the component (A1-1) before purification is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5. preferable. In addition, Mn shows that it is a number average molecular weight.

第一のレジスト材料における基材成分として、(A1−1)成分に加えて、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する低分子化合物成分を用いる場合、当該低分子化合物成分は、分子量が500以上2000未満であって、上述の(A1−1)成分の説明で例示したような酸解離性溶解抑制基と親水性基とを有する低分子化合物を用いることが好ましい。具体的には、複数のフェノール骨格を有する化合物の水酸基の水素原子の一部が上記酸解離性溶解抑制基で置換されたものが挙げられる。
当該低分子化合物成分は、たとえば、非化学増幅型のg線やi線レジストにおける増感剤や、耐熱性向上剤として知られている低分子量フェノール化合物の水酸基の水素原子の一部を上記酸解離性溶解抑制基で置換したものが好ましく、そのようなものから任意に用いることができる。
かかる低分子量フェノール化合物としては、たとえば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾールまたはキシレノールなどのフェノール類のホルマリン縮合物の2、3、4核体などが挙げられる。勿論これらに限定されるものではない。
酸解離性溶解抑制基も特に限定されず、上記したものが挙げられる。
当該低分子化合物成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
When a low molecular compound component whose solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid in addition to the component (A1-1) as the base component in the first resist material, the low molecular compound component has a molecular weight It is preferable to use a low molecular compound having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a hydrophilic group as exemplified in the description of the component (A1-1). Specifically, a compound in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group of a compound having a plurality of phenol skeletons is substituted with the acid dissociable, dissolution inhibiting group can be mentioned.
For example, the low molecular compound component is a sensitizer in a non-chemically amplified g-line or i-line resist, or a part of the hydrogen atom of the hydroxyl group of a low molecular weight phenol compound known as a heat resistance improver. Those substituted with a dissociable, dissolution inhibiting group are preferred and can be arbitrarily used.
Examples of such low molecular weight phenol compounds include bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl). ) Propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 3 ′, 4′-trihydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-) 3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3, 4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyph Phenylmethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl- 4-hydroxy-6-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, Examples include 2, 3, 4 nuclei of formalin condensates of phenols such as phenol, m-cresol, p-cresol or xylenol. Of course, it is not limited to these.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group is not particularly limited, and examples thereof include those described above.
The low molecular compound component may be used alone or in combination of two or more.

[(A1−2)成分]
第一のレジスト材料が「ネガ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、(A1)成分は、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下この第一のレジスト材料に用いられるアルカリ可溶性樹脂を「(A1−2)成分」という。)が用いられる。
かかるネガ型の化学増幅型レジスト組成物においては、基材成分として(A1−2)成分を用いるのに加えて、さらに、架橋剤成分(C)(以下「(C)成分」という。)を用いることが好ましい。
該ネガ型の化学増幅型レジスト組成物は、露光により(B)成分から酸が発生すると、当該酸が作用して(A1−2)成分と(C)成分との間で架橋が起こり、アルカリ現像液に対して難溶性へ変化する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ネガ型の化学増幅型レジスト組成物を基板上に塗布して得られるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりレジストパターンが形成できる。
[(A1-2) component]
When the first resist material is a “negative chemically amplified resist composition”, the component (A1) is a resin soluble in an alkali developer (hereinafter referred to as an alkali-soluble resin used for the first resist material). Is referred to as “(A1-2) component”).
In such a negative chemically amplified resist composition, in addition to using the component (A1-2) as a base material component, a crosslinking agent component (C) (hereinafter referred to as “component (C)”) is further used. It is preferable to use it.
In the negative chemically amplified resist composition, when an acid is generated from the component (B) upon exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A1-2) and the component (C). Changes to poorly soluble in developer. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the negative chemically amplified resist composition on the substrate is selectively exposed, the exposed portion turns into poorly soluble in an alkaline developer. Since the unexposed area remains soluble in the alkali developer, the resist pattern can be formed by alkali development.

(A1−2)成分は、たとえば、特開2000−206694号公報に開示されている、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、またはα−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸のアルキルエステル(好ましくは炭素数1〜5のアルキルエステル)から選ばれる少なくとも一つから誘導される単位を有する樹脂;米国特許6949325号公報に開示されている、スルホンアミド基を有する(メタ)アクリル樹脂またはポリシクロオレフィン樹脂;米国特許6949325号公報、特開2005−336452号公報、特開2006−317803号公報に開示されている、フッ素化アルコールを含有する(メタ)アクリル樹脂;特開2006−259582号公報に開示されている、フッ素化アルコールを有するポリシクロオレフィン樹脂等が、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成でき、好ましい。
なお、前記α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸は、カルボキシ基が結合するα位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸と、このα位の炭素原子にヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基)が結合しているα−ヒドロキシアルキルアクリル酸の一方または両方を示す。
The component (A1-2) is, for example, α- (hydroxyalkyl) acrylic acid or an alkyl ester of α- (hydroxyalkyl) acrylic acid (preferably having 1 carbon atom) disclosed in JP-A-2000-206694. Resin having a unit derived from at least one selected from alkyl ester of ˜5; (meth) acrylic resin or polycycloolefin resin having sulfonamide group disclosed in US Pat. No. 6,949,325; US Pat. (Meth) acrylic resin containing a fluorinated alcohol disclosed in Japanese Patent No. 6949325, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-336452, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-317803; Polycycloolefin resin having fluorinated alcohol However, a good resist pattern with less swelling can be formed, which is preferable.
The α- (hydroxyalkyl) acrylic acid is composed of acrylic acid in which a hydrogen atom is bonded to the α-position carbon atom to which the carboxy group is bonded, and a hydroxyalkyl group (preferably having a carbon number) in the α-position carbon atom. One or both of α-hydroxyalkylacrylic acid to which 1-5 hydroxyalkyl groups) are bonded.

第一のレジスト材料中、(A1)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。   In the first resist material, the content of the component (A1) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<(S1)成分>
(S1)成分としては、(A1)成分を溶解するものであり、均一な溶液として第一のレジスト材料を調製することができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
(S1)成分のなかで好適なものとしては、たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
<(S1) component>
As the component (S1), any component capable of dissolving the component (A1) and capable of preparing the first resist material as a uniform solution may be used, and conventionally known as a solvent for chemically amplified resists. Any one or two or more of them can be appropriately selected and used.
Preferred examples of the component (S1) include lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; ethylene Polyhydric alcohols such as glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, the polyhydric alcohols Or monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, and monobutyl ether of the compound having an ester bond. Or derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monophenyl ether [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; methyl lactate, ethyl lactate (EL), esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene , Aromatic organic solvents such as mesitylene, tetrahydrofuran and the like.

(S1)成分は、単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、乳酸エチル(EL)が好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよく、1:9〜9:1の範囲内とすることが好ましく、2:8〜8:2の範囲内とすることがより好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S1)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S1) A component may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and ethyl lactate (EL) are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, and is preferably in the range of 1: 9 to 9: 1. 2: 8 to 8: A range of 2 is more preferable.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S1), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.

(S1)成分の使用量は、特に限定されるものではなく、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定され、一般的には、第一のレジスト材料の固形分濃度が0.5〜20質量%、好ましくは1〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。   The amount of the component (S1) used is not particularly limited, is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the first resist material Is used in a range of 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass.

<(B)成分>
第一のレジスト材料において、(B)成分は、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
オニウム塩系酸発生剤としては、例えば下記一般式(b−1)又は(b−2)で表される化合物を用いることができる。
<(B) component>
In the first resist material, the component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, poly (bissulfonyl) diazomethanes, and the like. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.
As the onium salt acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) or (b-2) can be used.

Figure 0005764297
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよく;R”は、置換基を有していてもよいアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 0005764297
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; among R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1), Any two may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula; R 4 ″ may be an optionally substituted alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, or alkenyl group; And at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group, and at least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表す。なお、式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。
また、R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. In addition, any two of R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1) may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
Further, at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably R 1 ″ to R 3 ″ are all aryl groups.

”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。
アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may be substituted with a group, a halogen atom, a hydroxyl group or the like, or may not be substituted.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
As the alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, A tert-butoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.
The halogen atom that may be substituted with the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.

”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デシル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。 The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, linear C1-10, branched or cyclic alkyl group, and the like. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.

式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、残りの1つは、アリール基であることが好ましい。前記アリール基は、前記R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in the formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, a 3 to 10 membered ring including the sulfur atom is formed. It is preferable that a 5- to 7-membered ring is formed.
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, the remaining one may be an aryl group preferable. Examples of the aryl group include the same aryl groups as those described above for R 1 ″ to R 3 ″.

式(b−1)で表される化合物のカチオン部の好ましいものとしては、トリフェニルメタン骨格を有する、下記式(I−1−1)〜(I−1−8)で表されるカチオンが挙げられる。   Preferred examples of the cation moiety of the compound represented by the formula (b-1) include cations represented by the following formulas (I-1-1) to (I-1-8) having a triphenylmethane skeleton. Can be mentioned.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

また、オニウム塩系酸発生剤のカチオン部としては、下記式(I−1−9)〜(I−1−10)で表されるカチオンも好ましい。
下記式(I−1−9)〜(I−1−10)中、R27、R39は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基又は炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、水酸基である。
vは1〜3の整数であり、1または2が最も好ましい。
Moreover, as a cation part of an onium salt type | system | group acid generator, the cation represented by following formula (I-1-9)-(I-1-10) is also preferable.
In the following formulas (I-1-9) to (I-1-10), R 27 and R 39 are each independently a phenyl group, a naphthyl group, or a carbon number of 1 to 5 which may have a substituent. An alkyl group, an alkoxy group, and a hydroxyl group.
v is an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is most preferable.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

”は、置換基を有していてもよいアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表す。
”におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
”におけるハロゲン化アルキル基としては、前記直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
ハロゲン化アルキル基においては、当該ハロゲン化アルキル基に含まれるハロゲン原子および水素原子の合計数に対するハロゲン原子の数の割合(ハロゲン化率(%))が、10〜100%であることが好ましく、50〜100%であることが好ましく、100%が最も好ましい。該ハロゲン化率が高いほど、酸の強度が強くなるため好ましい。
前記R”におけるアリール基は、炭素数6〜20のアリール基であることが好ましい。
前記R”におけるアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基であることが好ましい。
前記R”において、「置換基を有していてもよい」とは、前記直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基における水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の他の原子または基)で置換されていてもよいことを意味する。
”における置換基の数は、1つであってもよく、2つ以上であってもよい。
R 4 ″ represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group which may have a substituent.
The alkyl group for R 4 ″ may be linear, branched or cyclic.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
Examples of the halogenated alkyl group for R 4 ″ include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the linear, branched, or cyclic alkyl group have been substituted with halogen atoms. A fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
In the halogenated alkyl group, the ratio of the number of halogen atoms to the total number of halogen atoms and hydrogen atoms contained in the halogenated alkyl group (halogenation rate (%)) is preferably 10 to 100%. 50 to 100% is preferable, and 100% is most preferable. The higher the halogenation rate, the better the acid strength.
The aryl group for R 4 ″ is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group in R 4 ″ is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
In the above R 4 ″, “optionally substituted” means one of hydrogen atoms in the linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, or alkenyl group. It means that part or all may be substituted with a substituent (an atom or group other than a hydrogen atom).
The number of substituents in R 4 ″ may be one, or two or more.

前記置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基、式:X−Q−[式中、Qは酸素原子を含む2価の連結基であり、Xは置換基を有していてもよい炭素数3〜30の炭化水素基である。]で表される基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子、アルキル基としては、R”において、ハロゲン化アルキル基におけるハロゲン原子、アルキル基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
前記ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。
Examples of the substituent include a halogen atom, a hetero atom, an alkyl group, and a formula: XQ 1- [wherein Q 1 is a divalent linking group containing an oxygen atom, and X has a substituent. And a hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms. ] Etc. which are represented by these.
Examples of the halogen atom and alkyl group include the same groups as those described as the halogen atom and alkyl group in the halogenated alkyl group in R 4 ″.
Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.

X−Q−で表される基において、Qは、酸素原子を含む2価の連結基である。
は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合;−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。
該組み合わせとしては、たとえば、−R91−O−、−R92−O−C(=O)−、−C(=O)−O−R93−O−C(=O)−(式中、R91〜R93はそれぞれ独立にアルキレン基である。)等が挙げられる。
91〜R93におけるアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基の炭素数は、1〜12が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3が特に好ましい。
該アルキレン基として、具体的には、たとえばメチレン基[−CH−];−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CHCH−];−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CHCHCH−];−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CHCHCHCH−];−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CHCHCHCHCH−]等が挙げられる。
としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、なかでも、−R91−O−、−R92−O−C(=O)−または−C(=O)−O−R93−O−C(=O)−が好ましい。
X-Q 1 - In the group represented by, Q 1 represents a divalent linking group containing an oxygen atom.
Q 1 may contain an atom other than an oxygen atom. Examples of atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond; —O—), an ester bond (—C (═O) —O—), and an amide bond (—C (═O) —NH. -), A carbonyl group (-C (= O)-), a non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group such as a carbonate bond (-O-C (= O) -O-); the non-hydrocarbon oxygen atom Examples include a combination of a containing linking group and an alkylene group.
Examples of the combination include —R 91 —O—, —R 92 —O—C (═O) —, —C (═O) —O—R 93 —O—C (═O) — , R 91 to R 93 are each independently an alkylene group.) And the like.
The alkylene group for R 91 to R 93 is preferably a linear or branched alkylene group, and the alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 3 carbon atoms. preferable.
Specific examples of the alkylene group include a methylene group [—CH 2 —]; —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, —C ( CH 3) (CH 2 CH 3 ) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as ethylene group [-CH 2 CH 2— ]; —CH (CH 3 ) CH 2 —, —CH (CH 3 ) CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 CH 2 —, —CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 — and the like. Alkylethylene groups; trimethylene groups (n-propylene groups) [—CH 2 CH 2 CH 2 —]; alkyls such as —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 — trimethylene; tetramethylene group [-CH 2 CH 2 C 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - alkyl tetramethylene group and the like; pentamethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —] and the like.
Q 1 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond, and in particular, —R 91 —O—, —R 92 —O—C (═O) — or —C (═O) — O—R 93 —O—C (═O) — is preferred.

X−Q−で表される基において、Xの炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。 In the group represented by XQ 1- , the hydrocarbon group of X may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.

芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜12が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基として、具体的には、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いたアリール基、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。前記アリールアルキル基中のアルキル鎖の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 12. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. Aryl groups such as aryl group, benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc., from which one is removed. The number of carbon atoms in the alkyl chain in the arylalkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

該芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基が有する芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
前者の例としては、前記アリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基、前記アリールアルキル基中の芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部が前記ヘテロ原子で置換されたヘテロアリールアルキル基等が挙げられる。
後者の例における芳香族炭化水素基の置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group may have a substituent. For example, a part of carbon atoms constituting the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hetero atom, and the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is substituted with the substituent. May be.
Examples of the former include heteroaryl groups in which some of the carbon atoms constituting the ring of the aryl group are substituted with heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, and aromatic hydrocarbons in the arylalkyl groups. Examples include heteroarylalkyl groups in which some of the carbon atoms constituting the ring are substituted with the above heteroatoms.
Examples of the substituent of the aromatic hydrocarbon group in the latter example include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
The alkyl group as a substituent of the aromatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. preferable.
The alkoxy group as a substituent of the aromatic hydrocarbon group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, tert- A butoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.
Examples of the halogen atom as a substituent for the aromatic hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent of the aromatic hydrocarbon group include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atoms.

Xにおける脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。また、脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
Xにおいて、脂肪族炭化水素基は、当該脂肪族炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよく、当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよい。
Xにおける「ヘテロ原子」としては、炭素原子および水素原子以外の原子であれば特に限定されず、たとえばハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む置換基は、前記ヘテロ原子のみからなるものであってもよく、前記ヘテロ原子以外の基または原子を含む基であってもよい。
炭素原子の一部を置換する置換基として、具体的には、たとえば−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hがアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−等が挙げられる。脂肪族炭化水素基が環状である場合、これらの置換基を環構造中に含んでいてもよい。
水素原子の一部または全部を置換する置換基として、具体的には、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記ハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group for X may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic.
In X, the aliphatic hydrocarbon group may have a part of the carbon atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group substituted by a substituent containing a hetero atom, and the hydrogen atom constituting the aliphatic hydrocarbon group May be substituted with a substituent containing a hetero atom.
The “heteroatom” in X is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include a halogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom.
The substituent containing a hetero atom may be composed of only the hetero atom, or may be a group containing a group or atom other than the hetero atom.
Specific examples of the substituent for substituting a part of the carbon atom include —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O. —, —C (═O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group, an acyl group, etc.), —S—, —S (═O) 2 —, — S (= O) 2 —O— and the like can be mentioned. When the aliphatic hydrocarbon group is cyclic, these substituents may be included in the ring structure.
Specific examples of the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), and a cyano group.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, and a methoxy group or an ethoxy group. Is most preferred.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group, a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc. And a group substituted with a halogen atom.

脂肪族炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和炭化水素基、直鎖状もしくは分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基、または環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)が好ましい。
直鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched saturated hydrocarbon group, a linear or branched monovalent unsaturated hydrocarbon group, or a cyclic aliphatic hydrocarbon group (aliphatic ring). Formula group) is preferred.
The linear saturated hydrocarbon group (alkyl group) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group and the like.
The branched saturated hydrocarbon group (alkyl group) preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.

不飽和炭化水素基としては、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5が好ましく、2〜4が好ましく、3が特に好ましい。直鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
不飽和炭化水素基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
As an unsaturated hydrocarbon group, it is preferable that carbon number is 2-10, 2-5 are preferable, 2-4 are preferable, and 3 is especially preferable. Examples of the linear monovalent unsaturated hydrocarbon group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group. Examples of the branched monovalent unsaturated hydrocarbon group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
Among the above, the unsaturated hydrocarbon group is particularly preferably a propenyl group.

脂肪族環式基としては、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。その炭素数は3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜12が最も好ましい。
具体的には、たとえば、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基が、その環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含まない場合は、脂肪族環式基としては、多環式基が好ましく、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、アダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が最も好ましい。
脂肪族環式基が、その環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含むものである場合、該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。かかる脂肪族環式基の具体例としては、たとえば下記式(L1)〜(L5)、(S1)〜(S4)で表される基等が挙げられる。
The aliphatic cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. The number of carbon atoms is preferably 3 to 30, more preferably 5 to 30, further preferably 5 to 20, particularly preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 12.
Specifically, for example, a group in which one or more hydrogen atoms are removed from a monocycloalkane; a group in which one or more hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc. Can be mentioned. More specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane; one or more polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Examples include a group excluding a hydrogen atom.
When the aliphatic cyclic group does not contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure, the aliphatic cyclic group is preferably a polycyclic group, and has one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane. Excluded groups are preferred, and most preferred are groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane.
When the aliphatic cyclic group includes a substituent containing a hetero atom in the ring structure, examples of the substituent containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —O—, —S—. , —S (═O) 2 — and —S (═O) 2 —O— are preferable. Specific examples of the aliphatic cyclic group include groups represented by the following formulas (L1) to (L5) and (S1) to (S4).

Figure 0005764297
[式中、Q”は炭素数1〜5のアルキレン基、−O−、−S−、−O−R94−または−S−R95−であり、R94およびR95はそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であり、mは0または1の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein, Q ″ is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, —O—, —S—, —O—R 94 — or —S—R 95 —, and R 94 and R 95 are each independently carbon. An alkylene group of 1 to 5 and m is an integer of 0 or 1.]

式中、Q”、R94およびR95におけるアルキレン基としては、それぞれ、前記R91〜R93におけるアルキレン基と同様のものが挙げられる。
これらの脂肪族環式基は、その環構造を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが特に好ましい。
前記アルコキシ基、ハロゲン原子はそれぞれ前記水素原子の一部または全部を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
In the formula, examples of the alkylene group for Q ″, R 94 and R 95 include the same alkylene groups as those described above for R 91 to R 93 .
In these aliphatic cyclic groups, a part of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
As said alkyl group, a C1-C5 alkyl group is preferable, and it is especially preferable that they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, n-butyl group, and a tert- butyl group.
Examples of the alkoxy group and the halogen atom are the same as those exemplified as the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms.

上記のなかでも、かかるXとしては、置換基を有していてもよい環式基であることが好ましい。該環式基は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいナフチル基、または置換基を有していてもよいフェニル基が好ましい。
置換基を有していてもよい脂肪族環式基としては、置換基を有していてもよい多環式の脂肪族環式基が好ましい。該多環式の脂肪族環式基としては、前記ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記(L2)〜(L5)、(S3)〜(S4)で表される基等が好ましい。
Among the above, X is preferably a cyclic group which may have a substituent. The cyclic group may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. It is preferably an aliphatic cyclic group that may be used.
The aromatic hydrocarbon group is preferably a naphthyl group which may have a substituent or a phenyl group which may have a substituent.
As the aliphatic cyclic group which may have a substituent, a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. Examples of the polycyclic aliphatic cyclic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, groups represented by the above (L2) to (L5) and (S3) to (S4). Etc. are preferred.

また、Xは、リソグラフィー特性、レジストパターン形状がより向上することから、極性部位を有するものが特に好ましい。
極性部位を有するものとしては、たとえば、上述したXの脂肪族環式基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基、すなわち、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hがアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−等、で置換されたものが挙げられる。
Further, X is particularly preferably one having a polar site because the lithography properties and the resist pattern shape are further improved.
As what has a polar site | part, the carbon atom which comprises the aliphatic cyclic group of X mentioned above, for example, the substituent in which a hetero atom contains, ie, -O-, -C (= O) -O-. , —C (═O) —, —O—C (═O) —O—, —C (═O) —NH—, —NH— (H is substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group) may be), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- , etc., in include those substituted.

”は、置換基としてX−Q−を有することが好ましい。この場合、R”としては、X−Q−Y−[式中、QおよびXは前記と同じであり、Yは置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基または置換基を有していてもよい炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基である。]で表される基が好ましい。
X−Q−Y−で表される基において、Yのアルキレン基としては、前記Qで挙げたアルキレン基のうち炭素数1〜4のものと同様のものが挙げられる。
のフッ素化アルキレン基としては、該アルキレン基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
として、具体的には、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CF(CFCF)−、−C(CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−、−CF(CFCFCF)−、−C(CF)(CFCF)−;−CHF−、−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−、−CH(CF)CH−、−CH(CFCF)−、−C(CH)(CF)−、−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CH(CF)CHCH−、−CHCH(CF)CH−、−CH(CF)CH(CF)−、−C(CFCH−;−CH−、−CHCH−、−CHCHCH−、−CH(CH)CH−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−CHCHCHCH−、−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−CH(CHCHCH)−、−C(CH)(CHCH)−等が挙げられる。
R 4 "is, X-Q 1 - as a substituent preferably has the case, R 4." The, X-Q 1 -Y 1 - in the Formula, Q 1 and X are the same as defined above , Y 1 is an optionally substituted alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or an optionally substituted fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. ] Is preferable.
In the group represented by XQ 1 -Y 1- , the alkylene group for Y 1 includes the same alkylene groups as those described above for Q 1 having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the fluorinated alkylene group for Y 1 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group have been substituted with fluorine atoms.
As Y 1, specifically, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) -, -C (CF 3) 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3 ) —, —C (CF 3 ) 2 CF 2 —, —CF (CF 2 CF 3 ) CF 2 —, —CF (CF 2 CF 2 CF 3 ) —, —C (CF 3 ) (CF 2 CF 3) -; - CHF -, - CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 -, - CH (CF 2 CF 3) -, - C ( CH 3) (CF 3) -, - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - C H 2 CH 2 CF 2 CF 2 —, —CH (CF 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CF 3 ) CH 2 —, —CH (CF 3 ) CH (CF 3 ) —, —C ( CF 3) 2 CH 2 -; - CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 3 ) — and the like.

としては、フッ素化アルキレン基が好ましく、特に、隣接する硫黄原子に結合する炭素原子がフッ素化されているフッ素化アルキレン基が好ましい。このようなフッ素化アルキレン基としては、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、−CF(CF)CF−、−CFCFCFCF−、−CF(CF)CFCF−、−CFCF(CF)CF−、−CF(CF)CF(CF)−、−C(CFCF−、−CF(CFCF)CF−;−CHCF−、−CHCHCF−、−CHCFCF−;−CHCHCHCF−、−CHCHCFCF−、−CHCFCFCF−等を挙げることができる。
これらの中でも、−CF−、−CFCF−、−CFCFCF−、又はCHCFCF−が好ましく、−CF−、−CFCF−又は−CFCFCF−がより好ましく、−CF−が特に好ましい。
Y 1 is preferably a fluorinated alkylene group, and particularly preferably a fluorinated alkylene group in which the carbon atom bonded to the adjacent sulfur atom is fluorinated. Examples of such fluorinated alkylene group, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3) -, - C (CF 3) 2 CF 2 -, -CF (CF 2 CF 3) CF 2 -; - CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -; - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 —, —CH 2 CF 2 CF 2 CF 2 — and the like can be mentioned.
Of these, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, or CH 2 CF 2 CF 2 - is preferable, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 - or -CF 2 CF 2 CF 2 - is more preferable, -CF 2 - is particularly preferred.

前記アルキレン基またはフッ素化アルキレン基は、置換基を有していてもよい。アルキレン基またはフッ素化アルキレン基が「置換基を有する」とは、当該アルキレン基またはフッ素化アルキレン基における水素原子またはフッ素原子の一部または全部が、水素原子およびフッ素原子以外の原子または基で置換されていることを意味する。
アルキレン基またはフッ素化アルキレン基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基等が挙げられる。
The alkylene group or fluorinated alkylene group may have a substituent. An alkylene group or a fluorinated alkylene group has a “substituent” means that part or all of the hydrogen atom or fluorine atom in the alkylene group or fluorinated alkylene group is substituted with an atom or group other than a hydrogen atom and a fluorine atom. Means that
Examples of the substituent that the alkylene group or fluorinated alkylene group may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and a hydroxyl group.

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

式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。   Specific examples of the onium salt acid generators represented by formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenyl sulphonium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate or its nonafluorobutane sulphonate; 1-phenyltetrahydrothiophenium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate Or nonafluorobutanesulfonate thereof; 1- (4-methylphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-ethoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonaflu 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1-phenyltetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate , Its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl -4-Hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanes Honeto or nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-methylphenyl) trifluoromethanesulfonate tetrahydrothiophenium Pila chloride, heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, and the like.

また、これらのオニウム塩のアニオン部を、メタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネート、1−アダマンタンスルホネート、2−ノルボルナンスルホネート等のアルキルスルホネート;d−カンファー−10−スルホネート、ベンゼンスルホネート、パーフルオロベンゼンスルホネート、p−トルエンスルホネート等のスルホネートにそれぞれ置き換えたオニウム塩も用いることができる。   In addition, the anion portion of these onium salts may be substituted with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, n-octanesulfonate, 1-adamantansulfonate, 2-norbornanesulfonate, or the like; d-camphor-10-sulfonate Further, onium salts substituted with sulfonates such as benzenesulfonate, perfluorobenzenesulfonate, and p-toluenesulfonate can also be used.

また、これらのオニウム塩のアニオン部を、下記式(b1)〜(b8)のいずれかで表されるアニオンに置き換えたオニウム塩も用いることができる。   Moreover, the onium salt which replaced the anion part of these onium salts by the anion represented by either of following formula (b1)-(b8) can also be used.

Figure 0005764297
[式中、yは1〜3の整数であり、q1〜q2はそれぞれ独立に1〜5の整数であり、q3は1〜12の整数であり、t3は1〜3の整数であり、r1〜r2はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、jは1〜20の整数であり、R50は置換基であり、m1〜m5はそれぞれ独立に0または1であり、v0〜v5はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、w1〜w5はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、Q”は前記と同じである。]
Figure 0005764297
[Wherein y is an integer of 1 to 3, q1 and q2 are each independently an integer of 1 to 5, q3 is an integer of 1 to 12, t3 is an integer of 1 to 3, and r1 ~r2 are each independently an integer of 0 to 3, j is an integer from 1 to 20, R 50 is a substituent, m1 to m5 are each independently 0 or 1, v0~v5 each Each independently represents an integer of 0 to 3, w1 to w5 are each independently an integer of 0 to 3, and Q ″ is the same as defined above.]

50の置換基としては、前記Xにおいて、脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基、芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
50に付された符号(r1〜r2、w1〜w5)が2以上の整数である場合、当該化合物中の複数のR50はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
Examples of the substituent for R 50 are the same as those described above as the substituent that the aliphatic hydrocarbon group may have and the substituent that the aromatic hydrocarbon group may have in X. Can be mentioned.
Code (r1 and r2, w1 to w5) attached to R 50 when it is 2 or more integer, a plurality of R 50 in the compound may be the same, respectively, it may be different.

また、オニウム塩系酸発生剤としては、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部(R”SO )を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオンに置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は前記式(b−1)又は(b−2)におけるカチオン部と同様)。 As the onium salt-based acid generator, in the general formula (b-1) or (b-2), the anion moiety (R 4 "SO 3 -) of the following general formula (b-3) or (b- An onium salt acid generator substituted with the anion represented by 4) can also be used (the cation moiety is the same as the cation moiety in the formula (b-1) or (b-2)).

Figure 0005764297
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 0005764297
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。
該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Most preferably, it has 3 carbon atoms.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, preferably Has 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less This is preferable because the transparency to the surface is improved.
The proportion of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group.

また、オニウム塩系酸発生剤としては、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部(R”SO )を、R−COO[式中、Rはアルキル基又はフッ素化アルキル基である。]に置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は前記式(b−1)又は(b−2)におけるカチオン部と同様)。
前記式中、Rとしては、前記R”と同様のものが挙げられる。
上記「R−COO」の具体例としては、たとえばトリフルオロ酢酸イオン、酢酸イオン、1−アダマンタンカルボン酸イオン等が挙げられる。
As the onium salt-based acid generator, in the general formula (b-1) or (b-2), anion - a, R a -COO (R 4 " SO 3) - [ wherein, R a Is an alkyl group or a fluorinated alkyl group.] An onium salt-based acid generator substituted with a cation moiety can also be used (the cation moiety is the same as the cation moiety in the formula (b-1) or (b-2)).
In the above formula, as R a, the same as R 4 ″ can be mentioned.
Specific examples of the “R a —COO ” include trifluoroacetate ions, acetate ions, 1-adamantanecarboxylate ions and the like.

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

Figure 0005764297
[式中、R81〜R86はそれぞれ独立してアルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、水酸基またはヒドロキシアルキル基であり;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、nは0〜2の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein R 81 to R 86 are each independently an alkyl group, acetyl group, alkoxy group, carboxy group, hydroxyl group or hydroxyalkyl group; n 1 to n 5 are each independently an integer of 0 to 3; There, n 6 is an integer of 0-2. ]

81〜R86において、アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、又はtert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
81〜R86に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR81〜R86はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、好ましくはそれぞれ独立して0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
In R 81 to R 86 , the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n A butyl group or a tert-butyl group is particularly preferable.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The hydroxyalkyl group is preferably a group in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with a hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group.
When the symbols n 1 to n 6 attached to R 81 to R 86 are integers of 2 or more, the plurality of R 81 to R 86 may be the same or different.
n 1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
n 2 and n 3 are preferably each independently 0 or 1, more preferably 0.
n 4 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
n 5 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
n 6 is preferably 0 or 1, more preferably 1.

式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩のアニオン部は、特に限定されず、これまで提案されているオニウム塩系酸発生剤のアニオン部と同様のものであってよい。かかるアニオン部としては、たとえば上記一般式(b−1)または(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R”SO )等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン;上記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン等が挙げられる。 The anion part of the sulfonium salt having a cation part represented by the formula (b-5) or (b-6) is not particularly limited, and is the same as the anion part of the onium salt acid generators proposed so far. It may be a thing. Examples of the anion moiety include fluorinated alkyl sulfonate ions such as the anion moiety (R 4 ″ SO 3 ) of the onium salt acid generator represented by the general formula (b-1) or (b-2). An anion represented by the above general formula (b-3) or (b-4).

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

Figure 0005764297
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 0005764297
(In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group.)

31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
31の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部若しくは全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
32の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31, a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 31 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
As the organic group for R 32, a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

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

Figure 0005764297
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 0005764297
[In Formula (B-2), R 33 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is an aryl group. R 35 represents an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 0005764297
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p”は2または3である。]
Figure 0005764297
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3.]

前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していてもよい。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred.
As the aryl group of R 34 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthryl group. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 35 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred is the strength of the acid generated. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

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

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、国際公開第04/074242号パンフレット(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope Nthenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), pamphlet of International Publication No. 04/074242, An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on pages 65 to 85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Further, diazomethane acid generators disclosed in JP-A-11-035551, JP-A-11-035552, and JP-A-11-035573 can also be suitably used.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) disclosed in JP-A-11-322707. Methylsulfonyl) butane, 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane, 1,3 -Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane, 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, etc. Door can be.

(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なかでも、(B)成分としては、前記式(b−1)におけるアニオン部(R”SO )、前記式(b−3)で表されるアニオンをアニオン部に有するオニウム塩系酸発生剤を用いることが好ましい。
第一のレジスト材料中、(B)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対し、0.5〜50質量部が好ましく、1〜40質量部がより好ましい。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), one type of acid generator described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these, as the component (B), the anion moiety (R 4 ″ SO 3 ) in the formula (b-1) and the onium salt acid having an anion represented by the formula (b-3) in the anion moiety are used. It is preferable to use a generator.
In the first resist material, the content of the component (B) is preferably 0.5 to 50 parts by mass and more preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A1). By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

<任意成分>
[(C)成分]
第一のレジスト材料が「ネガ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、第一のレジスト材料は、基材成分として上記(A1−2)成分を含有し、さらに、架橋剤成分((C)成分)を含有することが好ましい。
(C)成分としては、特に限定されず、これまでに知られている化学増幅型のネガ型レジスト組成物に用いられている架橋剤の中から任意に選択して用いることができる。
具体的には、例えば2,3−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチルノルボルナン、2−ヒドロキシ−5,6−ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、シクロヘキサンジメタノール、3,4,8(又は9)−トリヒドロキシトリシクロデカン、2−メチル−2−アダマンタノール、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,3,5−トリヒドロキシシクロヘキサンなどのヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基あるいはその両方を有する脂肪族環状炭化水素又はその含酸素誘導体が挙げられる。
<Optional component>
[Component (C)]
When the first resist material is a “negative type chemically amplified resist composition”, the first resist material contains the component (A1-2) as a base material component, and further contains a crosslinking agent component (( C) component) is preferably contained.
The component (C) is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from cross-linking agents used in chemically amplified negative resist compositions known so far.
Specifically, for example, 2,3-dihydroxy-5-hydroxymethylnorbornane, 2-hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, cyclohexanedimethanol, 3,4,8 (or 9) -trihydroxytri Aliphatic cyclic carbonization having a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group or both such as cyclodecane, 2-methyl-2-adamantanol, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,3,5-trihydroxycyclohexane Examples thereof include hydrogen and oxygen-containing derivatives thereof.

また、メラミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、尿素、エチレン尿素、プロピレン尿素、グリコールウリルなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドと低級アルコールを反応させ、該アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基又は低級アルコキシメチル基で置換した化合物、エポキシ基を有する化合物が挙げられる。
これらのうち、メラミンを用いたものをメラミン系架橋剤、尿素を用いたものを尿素系架橋剤、エチレン尿素、プロピレン尿素等のアルキレン尿素を用いたものをアルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリルを用いたものをグリコールウリル系架橋剤、エポキシ基を有する化合物を用いたものをエポキシ系架橋剤という。
(C)成分としては、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤、アルキレン尿素系架橋剤、グリコールウリル系架橋剤、およびエポキシ系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、特にグリコールウリル系架橋剤が好ましい。
In addition, amino group-containing compounds such as melamine, acetoguanamine, benzoguanamine, urea, ethylene urea, propylene urea, glycoluril are reacted with formaldehyde or formaldehyde and lower alcohol, and the hydrogen atom of the amino group is hydroxymethyl group or lower alkoxymethyl. And a compound substituted with a group and a compound having an epoxy group.
Of these, those using melamine are melamine-based crosslinking agents, those using urea are urea-based crosslinking agents, those using alkylene ureas such as ethylene urea and propylene urea are alkylene urea-based crosslinking agents, and glycoluril is used. What was used was a glycoluril-based crosslinking agent, and what used an epoxy group-containing compound was called an epoxy-based crosslinking agent.
The component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of melamine crosslinking agents, urea crosslinking agents, alkylene urea crosslinking agents, glycoluril crosslinking agents, and epoxy crosslinking agents. A glycoluril-based crosslinking agent is preferred.

メラミン系架橋剤としては、メラミンとホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、メラミンとホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミン等が挙げられ、なかでもヘキサメトキシメチルメラミンが好ましい。   Melamine-based crosslinking agents include compounds in which melamine and formaldehyde are reacted to replace the amino group hydrogen atom with a hydroxymethyl group, and melamine, formaldehyde and lower alcohol are reacted to convert the amino group hydrogen atom into a lower alkoxy group. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include hexamethoxymethyl melamine, hexaethoxymethyl melamine, hexapropoxymethyl melamine, hexabutoxybutyl melamine, and the like, among which hexamethoxymethyl melamine is preferable.

尿素系架橋剤としては、尿素とホルムアルデヒドとを反応させて、アミノ基の水素原子をヒドロキシメチル基で置換した化合物、尿素とホルムアルデヒドと低級アルコールとを反応させて、アミノ基の水素原子を低級アルコキシメチル基で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられ、なかでもビスメトキシメチル尿素が好ましい。   Urea-based crosslinking agents include compounds in which urea and formaldehyde are reacted to replace amino group hydrogen atoms with hydroxymethyl groups, and urea, formaldehyde and lower alcohols are reacted to convert amino group hydrogen atoms into lower alkoxy groups. Examples include compounds substituted with a methyl group. Specific examples include bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea, etc. Among them, bismethoxymethylurea is preferable.

アルキレン尿素系架橋剤としては、下記一般式(C−1)で表される化合物が挙げられる。   As an alkylene urea type crosslinking agent, the compound represented by the following general formula (C-1) is mentioned.

Figure 0005764297
[式(C−1)中、R’とR’はそれぞれ独立に水酸基又は低級アルコキシ基であり、R’とR’はそれぞれ独立に水素原子、水酸基又は低級アルコキシ基であり、wは0又は1〜2の整数である。]
Figure 0005764297
[In the formula (C-1), R 5 ′ and R 6 ′ are each independently a hydroxyl group or a lower alkoxy group, and R 3 ′ and R 4 ′ are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group or a lower alkoxy group, w is 0 or an integer of 1-2. ]

’とR’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐状でもよい。R’とR’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
’とR’が低級アルコキシ基であるとき、好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、直鎖状でもよく分岐状でもよい。R’とR’は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。同じであることがより好ましい。
wは、0又は1〜2の整数であり、好ましくは0又は1である。
アルキレン尿素系架橋剤としては、特に、wが0である化合物(エチレン尿素系架橋剤)および/またはwが1である化合物(プロピレン尿素系架橋剤)が好ましい。
When R 5 ′ and R 6 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 5 ′ and R 6 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
When R 3 ′ and R 4 ′ are lower alkoxy groups, they are preferably alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. R 3 ′ and R 4 ′ may be the same or different from each other. More preferably, they are the same.
w is 0 or an integer of 1 to 2, preferably 0 or 1.
As the alkylene urea crosslinking agent, a compound in which w is 0 (ethylene urea crosslinking agent) and / or a compound in which w is 1 (propylene urea crosslinking agent) are particularly preferable.

上記一般式(C−1)で表される化合物は、アルキレン尿素とホルマリンを縮合反応させることにより、また、この生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。   The compound represented by the general formula (C-1) can be obtained by a condensation reaction of alkylene urea and formalin, and by reacting this product with a lower alcohol.

アルキレン尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノ及び/又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化エチレン尿素等のエチレン尿素系架橋剤;モノ及び/又はジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノ及び/又はジブトキシメチル化プロピレン尿素等のプロピレン尿素系架橋剤;1,3−ジ(メトキシメチル)4,5−ジヒドロキシ−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(メトキシメチル)−4,5−ジメトキシ−2−イミダゾリジノンなどを挙げられる。   Specific examples of the alkylene urea crosslinking agent include, for example, mono and / or dihydroxymethylated ethylene urea, mono and / or dimethoxymethylated ethylene urea, mono and / or diethoxymethylated ethylene urea, mono and / or dipropoxy Ethylene urea-based crosslinking agents such as methylated ethylene urea, mono and / or dibutoxymethylated ethylene urea; mono and / or dihydroxymethylated propylene urea, mono and / or dimethoxymethylated propylene urea, mono and / or diethoxymethyl Propylene urea-based crosslinkers such as propylene urea, mono and / or dipropoxymethylated propylene urea, mono and / or dibutoxymethylated propylene urea; 1,3-di (methoxymethyl) 4,5-dihydroxy-2- Imidazolidinone, 1,3-di (Metoki Like, etc.) -4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.

グリコールウリル系架橋剤としては、N位がヒドロキシアルキル基および炭素数1〜4のアルコキシアルキル基の一方又は両方で置換されたグリコールウリル誘導体が挙げられる。かかるグリコールウリル誘導体は、グリコールウリルとホルマリンとを縮合反応させることにより、また、この生成物を低級アルコールと反応させることにより得ることができる。
グリコールウリル系架橋剤の具体例としては、例えばモノ,ジ,トリ及び/又はテトラヒドロキシメチル化グリコールウリル;モノ,ジ,トリ及び/又はテトラメトキシメチル化グリコールウリル;モノ,ジ,トリ及び/又はテトラエトキシメチル化グリコールウリル;モノ,ジ,トリ及び/又はテトラプロポキシメチル化グリコールウリル;モノ,ジ,トリ及び/又はテトラブトキシメチル化グリコールウリルなどが挙げられる。
Examples of the glycoluril-based crosslinking agent include glycoluril derivatives in which the N position is substituted with one or both of a hydroxyalkyl group and an alkoxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Such a glycoluril derivative can be obtained by a condensation reaction of glycoluril and formalin and by reacting this product with a lower alcohol.
Specific examples of the glycoluril-based crosslinking agent include, for example, mono, di, tri and / or tetrahydroxymethylated glycoluril; mono, di, tri and / or tetramethoxymethylated glycoluril; mono, di, tri and / or Tetraethoxymethylated glycoluril; mono, di, tri and / or tetrapropoxymethylated glycoluril; mono, di, tri and / or tetrabutoxymethylated glycoluril.

エポキシ系架橋剤としては、エポキシ基を有するものであれば特に限定されず、任意に選択して用いることができる。その中でも、エポキシ基を2つ以上有するものが好ましい。エポキシ基を2つ以上有することにより、架橋反応性が向上する。
エポキシ基の数は、2つ以上であることが好ましく、より好ましくは2〜4つであり、最も好ましくは2つである。
エポキシ系架橋剤として好適なものを以下に示す。
The epoxy-based crosslinking agent is not particularly limited as long as it has an epoxy group, and can be arbitrarily selected and used. Among them, those having two or more epoxy groups are preferable. By having two or more epoxy groups, crosslinking reactivity is improved.
The number of epoxy groups is preferably 2 or more, more preferably 2 to 4, and most preferably 2.
The following are suitable as the epoxy-based crosslinking agent.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

(C)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第一のレジスト材料中、(C)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対し、1〜50質量部であることが好ましく、3〜30質量部がより好ましく、3〜15質量部がさらに好ましく、5〜10質量部が最も好ましい。(C)成分の含有量が下限値以上であると、架橋形成が充分に進行し、膨潤の少ない良好なレジストパターンが得られる。また、この上限値以下であると、レジスト塗布液の保存安定性が良好であり、感度の経時的劣化が抑制される。
As the component (C), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the first resist material, the content of the component (C) is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 3 to 30 parts by weight, and more preferably 3 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A1). Part is more preferable, and 5 to 10 parts by mass is most preferable. When the content of the component (C) is at least the lower limit value, crosslinking formation proceeds sufficiently and a good resist pattern with little swelling is obtained. Moreover, when it is less than or equal to this upper limit value, the storage stability of the resist coating solution is good and the deterioration of sensitivity over time is suppressed.

[(D)成分]
第一のレジスト材料は、任意の成分として、さらに、含窒素有機化合物成分(D)(以下「(D)成分」という。)を含有することが好ましい。
この(D)成分は、酸拡散制御剤、すなわち露光により前記(B)成分から発生する酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであれば特に限定されず、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−ペンチルアミン又はトリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
[(D) component]
The first resist material preferably further contains a nitrogen-containing organic compound component (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) as an optional component.
The component (D) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion control agent, that is, a quencher that traps the acid generated from the component (B) by exposure, and a wide variety of components have already been proposed. Therefore, any known one may be used. Of these, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferred.
An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkyl amine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Trialkylamines such as tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, Li isopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.

環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.

(D)成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第一のレジスト材料中、(D)成分は、(A1)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
(D) A component may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
In the first resist material, the component (D) is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A1). By setting the content in the above range, the resist pattern shape, the stability over time, and the like are improved.

[(E)成分]
第一のレジスト材料には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、たとえば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でもホスホン酸が特に好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分としては、有機カルボン酸が好ましく、サリチル酸が特に好ましい。
第一のレジスト材料中、(E)成分は、(A1)成分100質量部当り0.01〜5.0質量部の割合で用いられる。
[(E) component]
The first resist material is a group consisting of organic carboxylic acid, phosphorus oxo acid and derivatives thereof as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape and stability with time. At least one compound (E) selected from (hereinafter referred to as “component (E)”) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid. Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
As the component (E), an organic carboxylic acid is preferable, and salicylic acid is particularly preferable.
In the first resist material, the component (E) is used in a proportion of 0.01 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A1).

第一のレジスト材料には、さらに所望により混和性のある添加剤、たとえばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The first resist material further includes miscible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, surfactants for improving coating properties, dissolution inhibitors, plasticizers, Stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added as appropriate.

第一のレジスト材料に配合される成分の(S1)成分への溶解は、たとえば、上記各成分を通常の方法で混合、撹拌するだけでも行うことができ、また、必要に応じてディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散機を用いて分散、混合させてもよい。また、混合した後で、さらにメッシュ、メンブレンフィルターなどを用いてろ過してもよい。   Dissolution of the component to be blended in the first resist material into the component (S1) can be carried out, for example, by simply mixing and stirring the above components by a usual method, and, if necessary, a dissolver or homogenizer You may disperse and mix using dispersers, such as a 3 roll mill. Moreover, after mixing, you may further filter using a mesh, a membrane filter, etc.

(第二のレジスト材料)
第二のレジスト材料は、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)(以下「(S2)成分」ともいう。)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するものである。
かかる第二のレジスト材料は、露光により酸を発生する酸発生剤を含有する化学増幅型レジスト組成物であることが好ましく、具体的には、前記樹脂(A2)(以下「(A2)成分」という。)として、前記酸発生剤から発生する酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する樹脂と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)((S2)成分)と、前記酸発生剤とを含有するものが好適なものとして挙げられる。
また、第二のレジスト材料は、(A2)成分、(S2)成分及び酸発生剤以外に、任意成分として架橋剤成分((C)成分)、含窒素有機化合物成分((D)成分);有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物((E)成分)を含有してもよい。
第二のレジスト材料に含有してもよい酸発生剤、(C)成分、(D)成分及び(E)成分としては、第一のレジスト材料における(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分についての説明で例示したものと同様のものが挙げられる。
かかる第二のレジスト材料は、ネガ型レジスト組成物であってもよく、ポジ型レジスト組成物であってもよい。第二のレジスト材料をネガ型又はポジ型のいずれの型とするかについては、所望とするパターン形状や、第一のレジスト材料との組合せ等の点から適宜決定すればよい。
(Second resist material)
The second resist material contains a resin (A2) and an organic solvent (S2) (hereinafter also referred to as “component (S2)”) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1). However, the solubility in an alkaline developer is changed by exposure.
The second resist material is preferably a chemically amplified resist composition containing an acid generator that generates an acid upon exposure. Specifically, the resin (A2) (hereinafter referred to as “component (A2)”). And the organic solvent (S2) which dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1), and a resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid generated from the acid generator. What contains ((S2) component) and the said acid generator is mentioned as a suitable thing.
In addition to the (A2) component, the (S2) component and the acid generator, the second resist material includes, as optional components, a crosslinking agent component ((C) component), a nitrogen-containing organic compound component ((D) component); An organic carboxylic acid and at least one compound selected from the group consisting of phosphorus oxo acids and derivatives thereof (component (E)) may be contained.
Examples of the acid generator, (C) component, (D) component, and (E) component that may be contained in the second resist material include the (B) component, (C) component, and (D) in the first resist material. The thing similar to what was illustrated by description about a component and (E) component is mentioned.
The second resist material may be a negative resist composition or a positive resist composition. Whether the second resist material is a negative type or a positive type may be appropriately determined in view of a desired pattern shape, a combination with the first resist material, and the like.

<(A2)成分>
(A2)成分は、有機溶剤(S2)及び有機溶剤(W)のいずれにも溶解するものであり、これまで化学増幅型レジスト用の基材成分として用いられている高分子化合物(樹脂)を1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
<(A2) component>
The component (A2) is soluble in both the organic solvent (S2) and the organic solvent (W), and a polymer compound (resin) that has been used as a base material component for a chemically amplified resist so far. One kind can be used alone, or two or more kinds can be mixed and used.

本発明における第二のレジスト材料が「ポジ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、(A2)成分は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂(以下「(A2−1)成分」という。)が用いられる。
該(A2−1)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、露光により前記酸発生剤から酸が発生すると、該酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ポジ型の化学増幅型レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりレジストパターンが形成できる。
When the second resist material in the present invention is a “positive chemically amplified resist composition”, the component (A2) is a resin (hereinafter referred to as “(A2-)” whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of acid. 1) Component ")) is used.
The component (A2-1) is hardly soluble in an alkali developer before exposure, and when an acid is generated from the acid generator upon exposure, the solubility in the alkali developer is increased by the action of the acid. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the positive chemically amplified resist composition on the support is selectively exposed, the exposed portion is hardly soluble in an alkali developer. However, since the unexposed area remains hardly soluble in alkali and does not change, a resist pattern can be formed by alkali development.

第二のレジスト材料が「ポジ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、基材成分として、(A2−1)成分に加えて、上述した低分子化合物成分を用いてもよい。   When the second resist material is a “positive chemically amplified resist composition”, the low molecular compound component described above may be used as the base material component in addition to the component (A2-1).

[(A2−1)成分]
(A2−1)成分としては、通常、化学増幅型レジスト用の基材成分として用いられている樹脂成分(ベース樹脂)を1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。
(A2−1)成分のなかで好適なものとしては、アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有するもの、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位を有するものが挙げられ、アクリル酸エステルから誘導される構成単位を有するものがより好ましい。
かかるアクリル酸エステルから誘導される構成単位としては、たとえば、前記の構成単位(a1)〜(a4)、後述の構成単位(a5)が挙げられる。
ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位としては、たとえば、後述の構成単位(a6)が挙げられる。
また、スチレンから誘導される構成単位(たとえば、後述の構成単位(a7))を有してもよい。
[(A2-1) component]
As the component (A2-1), a resin component (base resin) usually used as a base component for a chemically amplified resist can be used alone or in combination of two or more. .
Among the components (A2-1), preferred are those having a structural unit derived from an acrylate ester and those having a structural unit derived from hydroxystyrene, which are derived from an acrylate ester. What has a structural unit is more preferable.
Examples of the structural unit derived from the acrylate ester include the structural units (a1) to (a4) and the structural unit (a5) described later.
Examples of the structural unit derived from hydroxystyrene include the structural unit (a6) described later.
Moreover, you may have the structural unit (for example, below-mentioned structural unit (a7)) induced | guided | derived from styrene.

ここで、本明細書及び本特許請求の範囲において「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン」とは、ヒドロキシスチレン、及びヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。なお、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことを意味する。
ヒドロキシスチレンにおいて、α位の置換基としてのアルキル基として、具体的には炭素数1〜5のアルキル基が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
本明細書において、「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がアルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体(ただし、上記ヒドロキシスチレンを除く。)を含む概念とする。また、フェニル基の水素原子が炭素数1〜5のアルキル基等の置換基で置換されたもの等も包含するものとする。
Here, in the present specification and claims, the “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene.
“Hydroxystyrene” is a concept including hydroxystyrene, and those in which the α-position hydrogen atom of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group, and derivatives thereof. Note that the α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from hydroxystyrene means a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Specific examples of the alkyl group as a substituent at the α-position in hydroxystyrene include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group. And a linear or branched alkyl group such as tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group and neopentyl group.
“Structural unit derived from styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene.
In this specification, “styrene” refers to styrene and those in which the hydrogen atom at the α-position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group, and derivatives thereof (excluding the above-mentioned hydroxystyrene). Include concepts. Moreover, what substituted the hydrogen atom of the phenyl group with substituents, such as a C1-C5 alkyl group, etc. shall also be included.

(構成単位(a1)〜(a4))
構成単位(a1)〜(a4)は、上述した(A1−1)成分における構成単位(a1)〜(a4)と同じである。また、各構成単位の好ましいもの、及び(A2−1)成分中の各構成単位の含有割合についても、(A1−1)成分における場合の説明とそれぞれ同様である。
(Structural units (a1) to (a4))
The structural units (a1) to (a4) are the same as the structural units (a1) to (a4) in the component (A1-1) described above. Moreover, the preferable thing of each structural unit, and the content rate of each structural unit in (A2-1) component are also the same as that of the case in (A1-1) component, respectively.

(構成単位(a5))
構成単位(a5)は、下記一般式(a5−1)で表される構成単位である。
(Structural unit (a5))
The structural unit (a5) is a structural unit represented by the following general formula (a5-1).

Figure 0005764297
[式(a5−1)中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり;Yは置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基であり、Zは1価の有機基であり;aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、かつ、a+b=1〜3であり;c、d、eはそれぞれ独立して0〜3の整数である。]
Figure 0005764297
[In formula (a5-1), R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; Y 5 may have a substituent. A hydrocarbon group, Z is a monovalent organic group; a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a + b = 1 to 3; c, d , E are each independently an integer of 0-3. ]

前記式(a5−1)中、前記構成単位(a1)におけるRと同様である。なかでも、Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。   In formula (a5-1), the same as R in the structural unit (a1). Of these, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

前記式(a5−1)中、Yは、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基である。
における脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。また、脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
ここで、本明細書および本特許請求の範囲において、「脂肪族炭化水素基」は、芳香族性を持たない脂肪族炭化水素基であることを示す。
また、「置換基を有していてもよい」とは、当該脂肪族炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよく、当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよいことを意味する。
における「ヘテロ原子」としては、炭素原子および水素原子以外の原子であれば特に限定されず、たとえばハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む置換基は、前記ヘテロ原子のみからなるものであってもよく、前記ヘテロ原子と前記ヘテロ原子以外の基若しくは原子とを含む基であってもよい。具体的には、たとえば−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hがアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−等が挙げられる。脂肪族炭化水素基が環状である場合、これらの置換基を環構造中に含んでいてもよい。
当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部を置換する置換基として、具体的には、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基、アルキル基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記ハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
前記アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基(低級アルキル基)、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
In formula (a5-1), Y 5 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group for Y 5 may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic.
Here, in the present specification and claims, the “aliphatic hydrocarbon group” indicates an aliphatic hydrocarbon group having no aromaticity.
Further, “may have a substituent” means that a part of carbon atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing a hetero atom, and the aliphatic hydrocarbon It means that part or all of the hydrogen atoms constituting the group may be substituted with a substituent containing a hetero atom.
The “heteroatom” in Y 5 is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include a halogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom.
The substituent containing a hetero atom may consist of only the hetero atom, or may be a group containing the hetero atom and a group or atom other than the hetero atom. Specifically, for example, —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O—, —C (═O) —NH—, -NH- (H is an alkyl group, may be substituted with a substituent such as an acyl group), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- and the like can be mentioned It is done. When the aliphatic hydrocarbon group is cyclic, these substituents may be included in the ring structure.
Specific examples of the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group include, for example, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (= O), cyano Group, alkyl group and the like.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, and a methoxy group or an ethoxy group. Is most preferred.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group, a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc. And a group substituted with a halogen atom.
As said alkyl group, a C1-C5 alkyl group (lower alkyl group), for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, n-butyl group, a tert-butyl group etc. are mentioned.

が直鎖状、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基である場合、炭素数は1〜10が好ましく、1〜5がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。具体的には、鎖状のアルキレン基が好適なものとして挙げられる。 Y 5 is linear, if a branched aliphatic hydrocarbon group, the carbon number 1 to 10 are preferred, more preferably 1 to 5, 1 to 3 being most preferred. Specifically, a chain alkylene group is preferable.

が環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)である場合、脂肪族環式基の置換基を除いた基本の環(脂肪族環)の構造は、炭素および水素からなる環(炭化水素環)であることに限定はされず、その環(脂肪族環)の構造中に酸素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。また、「炭化水素環」は飽和、不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基は、多環式基、単環式基のいずれでもよい。脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。
また、当該脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいテトラヒドロフラン、テトラヒドロピランから2個以上の水素原子を除いた基等も挙げられる。
構成単位(a5)における脂肪族環式基は、多環式基であることが好ましく、中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基が特に好ましい。
When Y 5 is a cyclic aliphatic hydrocarbon group (aliphatic cyclic group), the structure of the basic ring (aliphatic ring) excluding the substituent of the aliphatic cyclic group is a ring composed of carbon and hydrogen. It is not limited to being a (hydrocarbon ring), and a hetero atom such as an oxygen atom may be included in the structure of the ring (aliphatic ring). The “hydrocarbon ring” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
The aliphatic cyclic group may be either a polycyclic group or a monocyclic group. Examples of the aliphatic cyclic group include a monocycloalkane which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group; a bicycloalkane, a tricycloalkane, or a tetracycloalkane. Groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes and the like. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. .
Examples of the aliphatic cyclic group include two or more hydrogen atoms from tetrahydrofuran or tetrahydropyran which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Examples include groups other than.
The aliphatic cyclic group in the structural unit (a5) is preferably a polycyclic group, and particularly preferably a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane.

前記一般式(a5−1)中、Zは1価の有機基である。
ここで、本明細書および本特許請求の範囲において、「有機基」は、炭素原子を含む基を意味し、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
Zの有機基としては、たとえば、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、式−Q−Rで表される基(式中、Qは2価の連結基、Rは置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。)が挙げられる。
In the general formula (a5-1), Z is a monovalent organic group.
Here, in the present specification and claims, the “organic group” means a group containing a carbon atom, and an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom) (A fluorine atom, a chlorine atom, etc.)).
Examples of the organic group represented by Z include an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, and a formula -Q 5 -R 5. Group (wherein Q 5 is a divalent linking group, and R 5 is an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent). Is mentioned.

Zの有機基において、脂肪族炭化水素基は、たとえば、炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の飽和炭化水素基、又は、炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基が挙げられる。   In the organic group of Z, the aliphatic hydrocarbon group is, for example, a linear, branched or cyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear or branched chain having 2 to 20 carbon atoms. And an aliphatic unsaturated hydrocarbon group.

直鎖状の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
分岐鎖状の飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
Examples of the linear saturated hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
Examples of the branched saturated hydrocarbon group include 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group. 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.

前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基、カルボキシ基等が挙げられる。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記芳香族基の置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基(好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等)の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The linear or branched alkyl group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), a cyano group, and a carboxy group.
As the alkoxy group as a substituent of the linear or branched alkyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n- A butoxy group and a tert-butoxy group are preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.
Examples of the halogen atom as a substituent of the linear or branched alkyl group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
The halogenated alkyl group as a substituent for the aromatic group is a hydrogen atom of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc.). Examples thereof include a group in which part or all of the atoms are substituted with the halogen atom.

環状の飽和炭化水素基としては、多環式基、単環式基のいずれでもよく、炭素数3〜20の環状の飽和炭化水素基が挙げられ、例えば、モノシクロアルカン;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
該環状のアルキル基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該環状のアルキル基が有する環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該環状のアルキル基が有する環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
前者の例としては、前記モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンの環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された複素シクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。また、前記環の構造中にエステル結合(−C(=O)−O−)を有していてもよい。具体的には、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基等のラクトン含有単環式基や、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基等のラクトン含有多環式基等が挙げられる。
後者の例における置換基としては、前記直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基として挙げたものと同様のもの、炭素数1〜5のアルキル基等が挙げられる。
The cyclic saturated hydrocarbon group may be either a polycyclic group or a monocyclic group, and examples thereof include a cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, such as monocycloalkane; bicycloalkane, tricyclo And groups obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane such as alkane and tetracycloalkane. More specifically, one hydrogen atom was removed from a monocycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane, and a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Group and the like.
The cyclic alkyl group may have a substituent. For example, part of the carbon atoms constituting the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a heteroatom, or the hydrogen atom bonded to the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a substituent. Good.
Examples of the former include one or more hydrogen atoms from a heterocycloalkane in which a part of the carbon atoms constituting the ring of the monocycloalkane or polycycloalkane is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Examples include groups other than atoms. The ring structure may have an ester bond (—C (═O) —O—). Specifically, a lactone-containing monocyclic group such as a group obtained by removing one hydrogen atom from γ-butyrolactone, or a group obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring. And other lactone-containing polycyclic groups.
Examples of the substituent in the latter example include the same as those exemplified as the substituent that the linear or branched alkyl group may have, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and the like.

直鎖状の不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。
分岐鎖状の不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
該直鎖状若しくは分岐鎖状の不飽和炭化水素基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が有していてもよい置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
Examples of the linear unsaturated hydrocarbon group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group.
Examples of the branched unsaturated hydrocarbon group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
The linear or branched unsaturated hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include the same ones as those exemplified as the substituent which the linear or branched alkyl group may have.

Zの有機基において、芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜12が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族有機基としては、芳香環の環骨格が炭素原子のみから構成される芳香族炭化水素環を有するものであってもよく、芳香環の環骨格に炭素原子以外のヘテロ原子を含む芳香族複素環を有するものであってもよい。
芳香族炭化水素基として、具体的には、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いたアリール基;これらのアリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基;ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。前記アリールアルキル基中のアルキル鎖の炭素数は1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
該芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基が有する芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
前者の例としては、前記アリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基、前記アリールアルキル基の環を構成する炭素原子の一部が前記ヘテロ原子で置換されたヘテロアリールアルキル基等が挙げられる。
後者の例における芳香族基の置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、アセチル基等が挙げられる。
前記芳香族基の置換基としてのアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、およびハロゲン化アルキル基としては、前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基として挙げたものと同様のもの、炭素数1〜5のアルキル基が挙げられる。
In the organic group of Z, the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 12. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
The aromatic organic group may have an aromatic hydrocarbon ring in which the ring skeleton of the aromatic ring is composed only of carbon atoms, and the aromatic ring group includes aromatic atoms containing hetero atoms other than carbon atoms. It may have a heterocyclic ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group. A heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these aryl groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom; a benzyl group, a phenethyl group, 1 -Arylalkyl groups such as naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, and the like. The number of carbon atoms in the alkyl chain in the arylalkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.
The aromatic hydrocarbon group may have a substituent. For example, a part of carbon atoms constituting the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hetero atom, and the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is substituted with the substituent. May be.
Examples of the former include a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of the aryl group is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, or a carbon constituting the ring of the arylalkyl group. Examples include heteroarylalkyl groups in which a part of the atoms is substituted with the heteroatom.
Examples of the substituent of the aromatic group in the latter example include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), and an acetyl group.
Examples of the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as the substituent of the aromatic group include those mentioned as the substituent that the linear or branched alkyl group may have. The same thing and a C1-C5 alkyl group are mentioned.

前記式−Q−Rで表される基において、Qは2価の連結基であり、Rは、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
の2価の連結基としては、上記式(a1−0−2)におけるYの説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
は、上記Zにおける脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基の説明において例示したものと同様のものが挙げられる。
In the group represented by the formula -Q 5 -R 5 , Q 5 is a divalent linking group, and R 5 has an aliphatic hydrocarbon group or a substituent which may have a substituent. An aromatic hydrocarbon group that may be present.
Examples of the divalent linking group for Q 5 include the same groups as those exemplified in the description of Y 2 in the above formula (a1-0-2).
R 5 may be the same as those exemplified in the description of the aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group in Z above.

上記のなかでも、Zの有機基としては、レジスト組成物とした際、有機溶剤への溶解性がより向上することから、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基を含む基であることが好ましく、前記式−Q−R’で表される基(式中、Qは2価の連結基であり、R’は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基である。)であることがより好ましく、具体的には、第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基が好適なものとして挙げられる。 Among the above, the organic group of Z is a group containing an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent since the solubility in an organic solvent is further improved when a resist composition is formed. Preferably, the group represented by the formula -Q 5 -R 8 ′ (wherein Q 5 is a divalent linking group, and R 8 ′ is an aliphatic carbon which may have a substituent. It is more preferably a hydrogen group. Specifically, a tertiary alkyl group-containing group or an alkoxyalkyl group is preferable.

(第3級アルキル基含有基)
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「第3級アルキル基」は、第3級炭素原子を有するアルキル基を示す。「アルキル基」は、上述のように、1価の飽和炭化水素基を示し、鎖状(直鎖状、分岐鎖状)のアルキル基および環状構造を有するアルキル基を包含する。
「第3級アルキル基含有基」は、その構造中に第3級アルキル基を含む基を示す。第3級アルキル基含有基は、第3級アルキル基のみから構成されていてもよく、第3級アルキル基と、第3級アルキル基以外の他の原子または基とから構成されていてもよい。
第3級アルキル基とともに第3級アルキル基含有基を構成する前記「第3級アルキル基以外の他の原子または基」としては、カルボニルオキシ基、カルボニル基、アルキレン基、酸素原子等が挙げられる。
(Tertiary alkyl group-containing group)
Here, in the present specification and claims, the “tertiary alkyl group” refers to an alkyl group having a tertiary carbon atom. As described above, the “alkyl group” represents a monovalent saturated hydrocarbon group, and includes a chain (straight chain or branched chain) alkyl group and an alkyl group having a cyclic structure.
The “tertiary alkyl group-containing group” refers to a group containing a tertiary alkyl group in its structure. The tertiary alkyl group-containing group may be composed only of a tertiary alkyl group, or may be composed of a tertiary alkyl group and another atom or group other than the tertiary alkyl group. .
Examples of the “atom or group other than the tertiary alkyl group” that constitutes the tertiary alkyl group-containing group together with the tertiary alkyl group include a carbonyloxy group, a carbonyl group, an alkylene group, an oxygen atom, and the like. .

Zの第3級アルキル基含有基としては、環状構造を有さない第3級アルキル基含有基、環状構造を有する第3級アルキル基含有基等が挙げられる。
環状構造を有さない第3級アルキル基含有基は、第3級アルキル基として分岐鎖状の第3級アルキル基を含有し、かつ、その構造内に環状構造を有さない基である。
分岐鎖状の第3級アルキル基としては、たとえば下記一般式(I)で表される基が挙げられる。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group for Z include a tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure, a tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure, and the like.
A tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure is a group containing a branched tertiary alkyl group as the tertiary alkyl group and having no cyclic structure in the structure.
Examples of the branched tertiary alkyl group include groups represented by the following general formula (I).

Figure 0005764297
Figure 0005764297

式(I)中、R21〜R23は、それぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基である。該アルキル基の炭素数は1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、一般式(I)で表される基の全炭素数は、4〜7であることが好ましく、4〜6であることがより好ましく、4〜5であることが最も好ましい。
一般式(I)で表される基としては、tert−ブチル基、tert−ペンチル基等が好ましく挙げられ、tert−ブチル基がより好ましい。
In formula (I), R 21 to R 23 are each independently a linear or branched alkyl group. 1-5 are preferable and, as for carbon number of this alkyl group, 1-3 are more preferable.
Moreover, it is preferable that the total carbon number of group represented by general formula (I) is 4-7, it is more preferable that it is 4-6, and it is most preferable that it is 4-5.
Preferred examples of the group represented by the general formula (I) include a tert-butyl group and a tert-pentyl group, and a tert-butyl group is more preferable.

環状構造を有さない第3級アルキル基含有基としては、上述した分岐鎖状の第3級アルキル基;上述した分岐鎖状の第3級アルキル基が直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基に結合してなる第3級アルキル基含有鎖状アルキル基;第3級アルキル基として上述した分岐鎖状の第3級アルキル基を有する第3級アルキルオキシカルボニル基;第3級アルキル基として上述した分岐鎖状の第3級アルキル基を有する第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基等が挙げられる。
第3級アルキル基含有鎖状アルキル基におけるアルキレン基としては、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基がより好ましく、炭素数〜2のアルキレン基がさらに好ましい。
鎖状の第3級アルキルオキシカルボニル基としては、たとえば下記一般式(II)で表される基が挙げられる。式(II)中のR21〜R23は、前記式(I)中のR21〜R23と同様である。鎖状の第3級アルキルオキシカルボニル基としては、tert−ブチルオキシカルボニル基(t−boc)、tert−ペンチルオキシカルボニル基が好ましい。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group that does not have a cyclic structure include the above-described branched tertiary alkyl group; the above-described branched tertiary alkyl group is a linear or branched alkylene group A tertiary alkyl group-containing chain alkyl group bonded to the above; a tertiary alkyloxycarbonyl group having the branched tertiary alkyl group described above as the tertiary alkyl group; And tertiary alkyloxycarbonylalkyl groups having a branched tertiary alkyl group.
The alkylene group in the tertiary alkyl group-containing chain alkyl group is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and further preferably an alkylene group having 2 to 2 carbon atoms.
Examples of the chain-like tertiary alkyloxycarbonyl group include a group represented by the following general formula (II). R 21 to R 23 in the formula (II) is the same as R 21 to R 23 in general formula (I). The chain-like tertiary alkyloxycarbonyl group is preferably a tert-butyloxycarbonyl group (t-boc) or a tert-pentyloxycarbonyl group.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

鎖状の第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基としては、たとえば下記一般式(III)で表される基が挙げられる。式(III)中のR21〜R23は、前記式(I)中のR21〜R23と同様である。fは1〜3の整数であり、1または2が好ましい。鎖状の第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基としては、tert−ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−ブチルオキシカルボニルエチル基が好ましい。
これらの中で、環状構造を有さない第3級アルキル基含有基としては、第3級アルキルオキシカルボニル基または第3級アルキルオキシカルボニルアルキル基が好ましく、第3級アルキルオキシカルボニル基がより好ましく、tert−ブチルオキシカルボニル基(t−boc)が最も好ましい。
Examples of the chain-like tertiary alkyloxycarbonylalkyl group include a group represented by the following general formula (III). R 21 to R 23 in the formula (III) are the same as R 21 to R 23 in general formula (I). f is an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is preferable. As the chain-like tertiary alkyloxycarbonylalkyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group and a tert-butyloxycarbonylethyl group are preferable.
Of these, the tertiary alkyl group-containing group having no cyclic structure is preferably a tertiary alkyloxycarbonyl group or a tertiary alkyloxycarbonylalkyl group, more preferably a tertiary alkyloxycarbonyl group. A tert-butyloxycarbonyl group (t-boc) is most preferred.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

環状構造を有する第3級アルキル基含有基は、その構造内に、第3級炭素原子と環状構造とを有する基である。
環状構造を有する第3級アルキル基含有基において、環状構造は、環を構成する炭素数が4〜12であることが好ましく、5〜10であることがより好ましく、6〜10であることが最も好ましい。環状構造としては、例えばモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。好ましくは、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。
The tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure is a group having a tertiary carbon atom and a cyclic structure in the structure.
In the tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure, the cyclic structure preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms constituting the ring. Most preferred. Examples of the cyclic structure include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Preferable examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.

環状構造を有する第3級アルキル基含有基としては、例えば、第3級アルキル基として下記(1)または(2)の基を有する基等が挙げられる。
(1)環状のアルキル基(シクロアルキル基)の環を構成する炭素原子に、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合し、該炭素原子が第3級炭素原子となっている基。
(2)シクロアルキル基の環を構成する炭素原子に、第3級炭素原子を有するアルキレン基(分岐鎖状のアルキレン基)が結合している基。
Examples of the tertiary alkyl group-containing group having a cyclic structure include a group having the following group (1) or (2) as a tertiary alkyl group.
(1) A group in which a linear or branched alkyl group is bonded to a carbon atom constituting a ring of a cyclic alkyl group (cycloalkyl group), and the carbon atom is a tertiary carbon atom.
(2) A group in which an alkylene group having a tertiary carbon atom (branched alkylene group) is bonded to the carbon atom constituting the ring of the cycloalkyl group.

前記(1)の基における直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の炭素数は、1〜5であることが好ましく、1〜4であることがより好ましく、1〜3であることが最も好ましい。
(1)の基としては、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、1−メチル−1−シクロアルキル基、1−エチル−1−シクロアルキル基等が挙げられる。
The linear or branched alkyl group in the group (1) preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms. .
Examples of the group (1) include a 2-methyl-2-adamantyl group, a 2-ethyl-2-adamantyl group, a 1-methyl-1-cycloalkyl group, and a 1-ethyl-1-cycloalkyl group.

前記(2)において、分岐鎖状のアルキレン基が結合しているシクロアルキル基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
(2)の基としては、たとえば下記化学式(IV)で表される基が挙げられる。
In the above (2), the cycloalkyl group to which the branched alkylene group is bonded may have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
Examples of the group (2) include groups represented by the following chemical formula (IV).

Figure 0005764297
Figure 0005764297

式(IV)中、R24は、置換基を有していてもよく有していなくてもよいシクロアルキル基である。該シクロアルキル基が有していてもよい置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
25、R26は、それぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基としては、前記式(I)中のR21〜R23のアルキル基と同様のものが挙げられる。
In the formula (IV), R 24 is a cycloalkyl group which may or may not have a substituent. Examples of the substituent that the cycloalkyl group may have include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (═O).
R 25 and R 26 are each independently a linear or branched alkyl group, and the alkyl group is the same as the alkyl group of R 21 to R 23 in the formula (I). Can be mentioned.

(アルコキシアルキル基)
Zのアルコキシアルキル基としては、たとえば下記一般式(V)で表される基が挙げられる。
(Alkoxyalkyl group)
Examples of the alkoxyalkyl group for Z include groups represented by the following general formula (V).

Figure 0005764297
Figure 0005764297

式中、R41は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。
41が直鎖状、分岐鎖状の場合は、炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
41が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。たとえば、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基等が挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
42は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。該アルキレン基は、炭素数1〜5であることが好ましく、炭素数1〜3であることがより好ましく、炭素数1〜2であることがさらに好ましい。
Zのアルコキシアルキル基としては、特に、下記一般式(VI)で表される基が好ましい。
In the formula, R 41 is a linear, branched or cyclic alkyl group.
When R 41 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 41 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. For example, one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group And the like except for. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. . Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
R42 is a linear or branched alkylene group. The alkylene group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and still more preferably 1 to 2 carbon atoms.
As the alkoxyalkyl group for Z, a group represented by the following general formula (VI) is particularly preferable.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

式(VI)中、R41は前記と同じであり、R43、R44はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、または水素原子である。
43、R44において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特に、R43、R44の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
In the formula (VI), R 41 is the same as described above, and R 43 and R 44 are each independently a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom.
In R 43 and R 44 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 43 and R 44 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.

上記のなかでも、Zとしては、第3級アルキル基含有基が好ましく、前記一般式(II)で表される基がより好ましく、tert−ブチルオキシカルボニル基(t−boc)が最も好ましい。   Among these, as Z, a tertiary alkyl group-containing group is preferable, a group represented by the general formula (II) is more preferable, and a tert-butyloxycarbonyl group (t-boc) is most preferable.

前記一般式(a5−1)中、aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、かつ、a+b=1〜3である。
aは1であることが好ましい。
bは0であることが好ましい。
a+bは1であることが好ましい。
cは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
dは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
eは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
In the general formula (a5-1), a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a + b = 1 to 3.
a is preferably 1.
b is preferably 0.
a + b is preferably 1.
c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
d is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
e is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.

構成単位(a5)としては、特に、下記一般式(a5−1−1)又は(a5−1−2)で表される構成単位が好ましい。   As the structural unit (a5), a structural unit represented by general formula (a5-1-1) or (a5-1-2) shown below is particularly desirable.

Figure 0005764297
[式中、R,Z,b,c,d,eはそれぞれ前記と同じである。]
Figure 0005764297
[Wherein R, Z, b, c, d and e are the same as defined above. ]

Figure 0005764297
[式中、R,Z,a,b,c,d,eはそれぞれ前記と同じである。c”は1〜3の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein R, Z, a, b, c, d and e are the same as defined above. c ″ is an integer of 1 to 3.]

前記式(a5−1−2)中、c”は1〜3の整数であり、1または2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
前記式(a5−1−2)におけるcが0の場合、アクリル酸エステルのカルボニルオキシ基(−C(=O)−O−)の末端の酸素原子は、環式基中の酸素原子に結合する炭素原子には結合していないことが好ましい。すなわち、cが0の場合、当該末端の酸素原子と当該環式基中の酸素原子との間には炭素原子が2つ以上存在する(この炭素原子の数が1である(すなわちアセタール結合となる)場合を除く)ことが好ましい。
In the formula (a5-1-2), c ″ is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1.
When c in the formula (a5-1-2) is 0, the oxygen atom at the terminal of the carbonyloxy group (—C (═O) —O—) of the acrylate ester is bonded to the oxygen atom in the cyclic group. It is preferable that it is not bonded to the carbon atom. That is, when c is 0, there are two or more carbon atoms between the terminal oxygen atom and the oxygen atom in the cyclic group (the number of carbon atoms is 1 (that is, acetal bond and It is preferable that the above is excluded).

構成単位(a5)を誘導するモノマーは、例えば下記一般式(a5−1’)で表される化合物(1〜3個のアルコール性水酸基を有する脂肪族環式基を含有するアクリル酸エステル)の水酸基の一部または全部を、公知の手法を用いて、有機基(好ましくは、第3級アルキル基含有基またはアルコキシアルキル基)で保護することにより合成することができる。   The monomer for deriving the structural unit (a5) is, for example, a compound represented by the following general formula (a5-1 ′) (an acrylate ester containing an aliphatic cyclic group having 1 to 3 alcoholic hydroxyl groups). It can be synthesized by protecting a part or all of the hydroxyl groups with an organic group (preferably a tertiary alkyl group-containing group or an alkoxyalkyl group) using a known method.

Figure 0005764297
[式中、R,Y,a,b,c,d,eはそれぞれ前記と同じである。]
Figure 0005764297
[Wherein, R, Y 5 , a, b, c, d and e are the same as defined above. ]

構成単位(a5)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A2−1)成分中の構成単位(a5)の割合は、(A2−1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜45モル%であることが好ましく、5〜45モル%であることがより好ましく、5〜40モル%であることがさらに好ましく、5〜35モル%が最も好ましい。下限値以上とすることにより、(A2−1)成分の有機溶剤(S2)に対する溶解性が向上し、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a5), one type of structural unit may be used alone, or two or more types of structural units may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a5) in the component (A2-1) is preferably 1 to 45 mol%, and preferably 5 to 45 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A2-1). Is more preferably 5 to 40 mol%, and most preferably 5 to 35 mol%. By setting it as more than a lower limit, the solubility with respect to the organic solvent (S2) of a (A2-1) component improves, and the balance with another structural unit is favorable in it being below an upper limit.

(構成単位(a6))
構成単位(a6)は、下記一般式(a6−1)で表される構成単位である。
(Structural unit (a6))
The structural unit (a6) is a structural unit represented by the following general formula (a6-1).

Figure 0005764297
[式中、R20は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり;Rは炭素数1〜5のアルキル基であり;iは1〜3の整数であり;zは0〜2の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein, R 20 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 9 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; i is an integer of 1 to 3; z is 0 to 2] Is an integer. ]

前記式(a6−1)中、R20における炭素数1〜5のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
20としては、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
In the formula (a6-1), as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 20 , specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl And linear or branched alkyl groups such as a group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group.
R 20 is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

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

zは0〜2の整数である。これらのうち、zは0または1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。
のアルキル基としては、R20のアルキル基と同様のものが挙げられる。
の置換位置は、zが1である場合はo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。zが2である場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のRは、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
z is an integer of 0-2. Of these, z is preferably 0 or 1, and particularly preferably 0 from an industrial viewpoint.
As the alkyl group for R 9, the same alkyl groups as those for R 20 can be used.
When z is 1, the substitution position of R 9 may be any of the o-position, m-position, and p-position. When z is 2, arbitrary substitution positions can be combined. At this time, the plurality of R 9 may be the same or different.

構成単位(a6)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A2−1)成分中の構成単位(a6)の割合は、(A2−1)成分を構成する全構成単位の合計に対して50〜90モル%であることが好ましく、55〜85モル%であることがより好ましく、60〜80モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a6)の割合が該範囲の下限値以上であると、(A2−1)成分の(S2)成分に対する溶解性が良好となり、該範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a6), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a6) in the component (A2-1) is preferably 50 to 90 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A2-1), and is 55 to 85 mol%. More preferably, it is 60-80 mol%.
When the proportion of the structural unit (a6) is not less than the lower limit value of the range, the solubility of the component (A2-1) in the component (S2) is good, and when it is not more than the upper limit value of the range, other structural units And the balance is good.

(構成単位(a7))
構成単位(a7)は、下記一般式(a7−1)で表される構成単位である。
(Structural unit (a7))
The structural unit (a7) is a structural unit represented by the following general formula (a7-1).

Figure 0005764297
[式中、R20は前記と同じであり、Rは炭素数1〜5のアルキル基であり、xは0〜3の整数である。]
Figure 0005764297
[Wherein, R 20 is the same as described above, R 7 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and x is an integer of 0 to 3. ]

前記一般式(a7−1)中、R20は、上記一般式(a6−1)におけるR20と同様である。
前記式(a7−1)中、Rのアルキル基は、上記一般式(a6−1)におけるRのアルキル基と同様のものが挙げられる。
xは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
xが1である場合、Rの置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。xが2または3である場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のRは、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
構成単位(a7)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A2−1)成分が構成単位(a7)を有する場合、構成単位(a7)の割合は、当該(A2−1)成分を構成する全構成単位の合計に対して10〜50モル%であることが好ましく、15〜45モル%であることがより好ましく、20〜40モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a7)の割合が該範囲の下限値以上であると、(A2−1)成分の(S2)成分に対する溶解性を制御できる。また、レジスト膜とした際、耐熱性やドライエッチング耐性が向上する。該範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスが良好である。
In the general formula (A7-1), R 20 is the same as R 20 in the general formula (a6-1).
In the formula (a7-1), examples of the alkyl group for R 7 include the same as the alkyl group for R 9 in the general formula (a6-1).
x is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When x is 1, the substitution position of R 7 may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When x is 2 or 3, any substitution position can be combined. At this time, the plurality of R 7 may be the same or different.
As the structural unit (a7), one type of structural unit may be used alone, or two or more types of structural units may be used in combination.
When the component (A2-1) has the structural unit (a7), the proportion of the structural unit (a7) is 10 to 50 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A2-1). It is preferably 15 to 45 mol%, more preferably 20 to 40 mol%.
When the proportion of the structural unit (a7) is not less than the lower limit of the range, the solubility of the component (A2-1) in the component (S2) can be controlled. Further, when a resist film is used, heat resistance and dry etching resistance are improved. When the amount is not more than the upper limit of the range, the balance with other structural units is good.

第二のレジスト材料において、(A2−1)成分は、構成単位(a1)と構成単位(a5)とを有する高分子化合物であることが好ましい。
かかる(A2−1)成分としては、たとえば、構成単位(a1)、(a2)、(a3)および(a5)からなる共重合体等が例示できる。
In the second resist material, the component (A2-1) is preferably a polymer compound having the structural unit (a1) and the structural unit (a5).
Examples of the component (A2-1) include a copolymer composed of the structural units (a1), (a2), (a3) and (a5).

(A2−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A2−1)成分としては、特に下記の様な構成単位の組み合わせを含む共重合体が好ましい。
As the component (A2-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the component (A2-1), a copolymer containing the following combination of structural units is particularly preferable.

Figure 0005764297
[式中、Rは上記と同じであり、複数のRは相互に同じであっても異なっていてもよい。R11は式(a1−1−01)におけるR11と同じである。R21〜R23は上記式(II)におけるR21〜R23とそれぞれ同じであり、eは上記式(a5−1)におけるeと同じである。]
Figure 0005764297
[Wherein, R is the same as above, and a plurality of R may be the same or different from each other. R 11 is the same as R 11 in formula (a1-1-01). R 21 to R 23 are the same as R 21 to R 23 in the formula (II), respectively, and e is the same as e in the formula (a5-1). ]

(A2−1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A2−1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A2-1) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). it can.
For the component (A2-1), a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination in the above polymerization. it may be introduced -C (CF 3) 2 -OH group at the terminal. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

精製前の(A2−1)成分における質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されず、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また、精製前の(A2−1)成分における分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) in the component (A2-1) before purification is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, and 2000 to 20000. Is most preferred. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
Further, the dispersity (Mw / Mn) in the component (A2-1) before purification is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5. preferable.

[(A2−2)成分]
第二のレジスト材料が「ネガ型の化学増幅型レジスト組成物」である場合、(A2)成分は、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下この第二のレジスト材料に用いられるアルカリ可溶性樹脂を「(A2−2)成分」という。)が用いられる。
かかるネガ型の化学増幅型レジスト組成物においては、基材成分として(A2−2)成分を用いるのに加えて、さらに、架橋剤成分(C)((C)成分)を用いることが好ましい。
該ネガ型の化学増幅型レジスト組成物は、露光により酸発生剤から酸が発生すると、当該酸が作用して(A2−2)成分と(C)成分との間で架橋が起こり、アルカリ現像液に対して難溶性へ変化する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ネガ型の化学増幅型レジスト組成物を基板上に塗布して得られるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性へ転じる一方で、未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性のまま変化しないので、アルカリ現像することによりレジストパターンが形成できる。
[(A2-2) component]
When the second resist material is a “negative chemically amplified resist composition”, the component (A2) is a resin that is soluble in an alkali developer (hereinafter referred to as an alkali-soluble resin used in the second resist material). Is referred to as “(A2-2) component”).
In such a negative chemically amplified resist composition, it is preferable to use a crosslinking agent component (C) (component (C)) in addition to the component (A2-2) as a base component.
In the negative chemically amplified resist composition, when an acid is generated from an acid generator upon exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A2-2) and the component (C), thereby causing alkali development. Changes to slightly soluble in liquid. Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the negative chemically amplified resist composition on the substrate is selectively exposed, the exposed portion turns into poorly soluble in an alkaline developer. Since the unexposed area remains soluble in the alkali developer, the resist pattern can be formed by alkali development.

(A2−2)成分のなかで好適なものとしては、有機溶剤(S2)に対する溶解性に優れることから、たとえば、後述する一般式(a1−1−1)で表される、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
かかるフッ素化されたヒドロキシアルキル基を有するアルカリ可溶性樹脂として具体的には、たとえば、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1’)と、好ましくは、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2’)とを有する高分子化合物(A2−2−10)(以下「(A2−2−10)成分」という。)が挙げられる。
また、かかるフッ素化されたヒドロキシアルキル基を有するアルカリ可溶性樹脂としては、たとえば、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位(a1”)と、好ましくは、さらに、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2”)および/または環式構造を有さず、かつ、側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a3”)とを含む高分子化合物(A2−2−20)(以下「(A2−2−20)成分」という。)も挙げられる。
As a suitable component (A2-2), since it is excellent in solubility in the organic solvent (S2), for example, it is fluorinated represented by the general formula (a1-1-1) described later. Examples include alkali-soluble resins having a hydroxyalkyl group.
Specific examples of the alkali-soluble resin having a fluorinated hydroxyalkyl group include, for example, a structural unit (a1 ′) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain, and preferably And a polymer compound (A2-2-10) having a structural unit (a2 ′) having a hydroxyalkyl group (hereinafter referred to as “component (A2-2-10)”).
Examples of the alkali-soluble resin having a fluorinated hydroxyalkyl group include, for example, a structural unit (a1 ″) containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group, A constitutional unit (a2 ″) derived from an acrylic ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group and / or a constitution derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain And a polymer compound (A2-2-20) containing a unit (a3 ″) (hereinafter referred to as “component (A2-2-20)”).

・・高分子化合物(A2−2−10)について
(A2−2−10)成分は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1’)を有する。
また、(A2−2−10)成分は、構成単位(a1’)に加え、さらに、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2’)(以下「構成単位(a2’)」と略記する。)を有することが好ましい。
.. About polymer compound (A2-2-10) The component (A2-2-10) has a structural unit (a1 ′) having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain. .
In addition to the structural unit (a1 ′), the component (A2-2-10) further includes a structural unit (a2 ′) having a hydroxyalkyl group (hereinafter abbreviated as “structural unit (a2 ′)”). It is preferable to have.

・・・構成単位(a1’)について
(A2−2−10)成分は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a1’)を有する。
かかる構成単位(a1’)において、「フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基」とは、脂肪族環式基の環を構成する炭素原子に、フッ素化されたヒドロキシアルキル基が結合した基を意味する。
また、「脂肪族環式基を主鎖に有する」とは、該脂肪族環式基の環上の少なくとも1つ、好ましくは2つ以上の炭素原子が、(A2−2−10)成分の主鎖を構成することを意味する。
(A2−2)成分が構成単位(a1’)を有する(A2−2−10)成分を含有することにより、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性が高まって、解像性、レジストパターン形状、ラインエッジラフネス(LER)等のリソグラフィー特性が向上する。また、脂肪族環式基(たとえば、ノルボルナンまたはテトラシクロドデカンの構造など)を主鎖に有することにより、炭素密度が高まってエッチング耐性も向上する。
... Constituent unit (a1 ') The component (A2-2-10) has a constituent unit (a1') having an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group in the main chain.
In the structural unit (a1 ′), the “aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group” means that a fluorinated hydroxyalkyl group is bonded to the carbon atom constituting the ring of the aliphatic cyclic group. It means a bonded group.
Further, “having an aliphatic cyclic group in the main chain” means that at least one, preferably two or more carbon atoms on the ring of the aliphatic cyclic group are the component (A2-2-10) It means to constitute the main chain.
When the component (A2-2) contains the component (A2-2-10) having the structural unit (a1 ′), the solubility of the resist film in the alkaline developer is increased, and the resolution, resist pattern shape, Lithographic properties such as line edge roughness (LER) are improved. Further, by having an aliphatic cyclic group (for example, a structure of norbornane or tetracyclododecane) in the main chain, the carbon density is increased and the etching resistance is also improved.

ここで、「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシアルキル基において、当該ヒドロキシアルキル基中の残りの水素原子の一部または全部がフッ素原子によって置換されているものである。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基においては、フッ素化によって、ヒドロキシ基の水素原子が遊離しやすくなっている。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基において、アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であることが好ましい。
該アルキル基の炭素数は、特に限定されるものではなく、1〜20が好ましく、4〜16がより好ましく、4〜12であることが最も好ましい。
ヒドロキシ基の数は、特に限定されるものではなく、1つであることが好ましい。
フッ素化されたヒドロキシアルキル基としては、なかでもヒドロキシ基が結合した炭素原子(ここではヒドロキシアルキル基のα位の炭素原子を指す。)に、フッ素化アルキル基および/またはフッ素原子が結合しているものが好ましい。
ここで、当該α位に結合するフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されていることが好ましい。また、該フッ素化アルキル基のアルキル基としては、炭素数が1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1であることがより好ましい。
Here, the “fluorinated hydroxyalkyl group” is a hydroxyalkyl group in which part of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a hydroxy group, and part or all of the remaining hydrogen atoms in the hydroxyalkyl group are It is substituted by a fluorine atom.
In the fluorinated hydroxyalkyl group, the hydrogen atom of the hydroxy group is easily released by fluorination.
In the fluorinated hydroxyalkyl group, the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group.
The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, preferably 1 to 20, more preferably 4 to 16, and most preferably 4 to 12.
The number of hydroxy groups is not particularly limited, and is preferably one.
As the fluorinated hydroxyalkyl group, in particular, a fluorinated alkyl group and / or a fluorine atom is bonded to a carbon atom to which the hydroxy group is bonded (here, the α-position carbon atom of the hydroxyalkyl group). Is preferred.
Here, in the fluorinated alkyl group bonded to the α-position, it is preferable that all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. Moreover, as an alkyl group of this fluorinated alkyl group, a C1-C5 linear or branched alkyl group is preferable, and it is more preferable that it is C1.

「フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基」における「脂肪族」とは、芳香族性に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。脂肪族環式基は、単環であっても多環であってもよい。
「単環の脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基であることを意味し、「多環の脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない多環式基であることを意味する。
構成単位(a1’)において、脂肪族環式基は、エッチング耐性等に優れることから、多環であることが好ましい。
脂肪族環式基は、炭素及び水素からなる炭化水素基(脂環式基)、および該脂環式基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基等が含まれる。これらの脂肪族環式基は置換基を有していてもよく、該置換基としては炭素数1〜5のアルキル基等が挙げられる。
ここで、「置換基を有する」とは、脂肪族環式基の環を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の原子または基)で置換されていることを意味する。脂肪族環式基としては、脂環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基の炭素数は、5〜15であることが好ましい。
“Aliphatic” in “aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group” is a relative concept with respect to aromaticity, and means a group or compound having no aromaticity. It is defined as The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
“Monocyclic aliphatic cyclic group” means a monocyclic group having no aromaticity, and “polycyclic aliphatic cyclic group” means a polycyclic group having no aromaticity. Means a group.
In the structural unit (a1 ′), the aliphatic cyclic group is preferably polycyclic because it is excellent in etching resistance and the like.
An aliphatic cyclic group is a hydrocarbon group composed of carbon and hydrogen (alicyclic group), and a part of the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic group is heterogeneous such as an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom Heterocyclic groups and the like substituted with atoms are included. These aliphatic cyclic groups may have a substituent, and examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the ring of the aliphatic cyclic group are substituted with a substituent (atom or group other than a hydrogen atom). Means that The aliphatic cyclic group is preferably an alicyclic group.
The aliphatic cyclic group may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF). .
It is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.

脂肪族環式基の具体例としては、以下のものが挙げられる。
単環式基としては、シクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。
多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等から2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
なお、この様な脂肪族環式基は、例えばArFエキシマレーザープロセス用のホトレジスト組成物用樹脂において多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
これらの中でも、工業上入手しやすいことから、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
これら例示した脂環式基の中でも、後述する構成単位(a1’−1)のように、ノルボルナンまたはテトラシクロドデカンから3個の水素原子を除いた基が好ましく、特にノルボルナンから3個の水素原子を除いた基が好ましい。
Specific examples of the aliphatic cyclic group include the following.
Examples of the monocyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from cycloalkane. More specifically, groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclopentane and cyclohexane are exemplified.
Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane or the like. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like.
Such an aliphatic cyclic group can be appropriately selected and used from among many proposed resins for photoresist compositions for ArF excimer laser processes, for example.
Among these, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane is preferable because it is easily available from an industrial viewpoint.
Among these exemplified alicyclic groups, a group obtained by removing three hydrogen atoms from norbornane or tetracyclododecane is preferable, as in the structural unit (a1′-1) described later, and in particular, three hydrogen atoms from norbornane. Groups other than are preferred.

かかる構成単位(a1’)に含まれるものとしては、なかでも下記一般式(a1’−1)で表される構成単位(a1’−1)が好ましく例示できる。当該構成単位(a1’−1)を有することにより、特にアルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、解像性等のリソグラフィー特性も向上する。   Preferred examples of the structural unit (a1 ′) include the structural unit (a1′-1) represented by the following general formula (a1′-1). By including the structural unit (a1′-1), solubility in an alkali developer is particularly improved. Also, lithography properties such as resolution are improved.

Figure 0005764297
[式(a1’−1)中、Z’はフッ素化されたヒドロキシアルキル基であり、r”は0又は1である。]
Figure 0005764297
[In the formula (a1′-1), Z ′ is a fluorinated hydroxyalkyl group, and r ″ is 0 or 1.]

式(a1’−1)中、r”は0又は1であり、工業上入手が容易であることから、0であることが好ましい。   In formula (a1′-1), r ″ is 0 or 1, and is preferably 0 because it is easily available industrially.

また、式(a1’−1)中、Z’で表される「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」は、上述と同様である。なかでも、Z’としては、レジストパターン形状に優れ、ラインエッジラフネス(LER)等が低減されることから、下記一般式(a1’−1−0)で表される基であることが特に好ましい。
なお、「ラインエッジラフネス(LER)」とは、ライン側壁の不均一な凹凸のことをいう。
In the formula (a1′-1), the “fluorinated hydroxyalkyl group” represented by Z ′ is the same as described above. Among them, Z ′ is particularly preferably a group represented by the following general formula (a1′-1-0) because it has excellent resist pattern shape and reduces line edge roughness (LER) and the like. .
“Line edge roughness (LER)” refers to uneven unevenness on the side wall of a line.

Figure 0005764297
[式(a1’−1−0)中、R11”,R12”はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜5の低級アルキル基であり;m”,n”はそれぞれ独立して1〜5の整数であり、qは1〜5の整数である。]
Figure 0005764297
[In formula (a1′-1-0), R 11 ″ and R 12 ″ each independently represents a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; m ″ and n ″ each independently It is an integer of 1-5, q is an integer of 1-5. ]

式(a1’−1−0)中、R11”,R12”は、それぞれ独立して水素原子又は低級アルキル基である。
低級アルキル基としては、炭素数5以下の直鎖状又は分岐鎖状の低級アルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
なかでも、R11”,R12”が共に水素原子であることが好ましい。
qは1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
m”およびn”は、それぞれ独立して1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましい。特に、合成上の面において優れていることから、m”およびn”がいずれも1であるものが好ましい。
In formula (a1′-1-0), R 11 ″ and R 12 ″ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group.
The lower alkyl group is preferably a linear or branched lower alkyl group having 5 or less carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a tert-butyl group. , A pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like, and a methyl group is preferable.
Among these, it is preferable that R 11 ″ and R 12 ″ are both hydrogen atoms.
q is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
m ″ and n ″ are each independently an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3. In particular, it is preferable that m ″ and n ″ are both 1 because they are excellent in terms of synthesis.

構成単位(a1’)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−10)成分中の構成単位(a1’)の含有割合は、(A2−2−10)成分を構成する全構成単位の合計に対して、50〜90モル%が好ましく、55〜90モル%がより好ましく、60〜80モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、構成単位(a1’)を含有することによる効果が向上し、上限値以下であることにより、他の構成単位とのバランスが良好となる。
As the structural unit (a1 ′), one type or a mixture of two or more types can be used.
The content ratio of the structural unit (a1 ′) in the component (A2-2-10) is preferably 50 to 90 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A2-2-10). -90 mol% is more preferable, and 60-80 mol% is further more preferable. By being more than the lower limit of the said range, the effect by containing a structural unit (a1 ') improves, and when it is below an upper limit, a balance with another structural unit becomes favorable.

・・・構成単位(a2’)について
(A2−2−10)成分は、構成単位(a1’)に加えて、さらに、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位(a2’)を有することが好ましい。
(A2−2)成分が構成単位(a2’)を含む(A2−2−10)成分を有することにより、アルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、(C)成分との架橋性が高まり、露光部と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解性の差(コントラスト)が大きくなって、ネガ型レジストとしてより充分に機能することができる。
かかる構成単位(a2’)としては、たとえば、ヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位(a210)、水酸基含有アルキル基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a220)等が好ましく用いられる。
... Constituent unit (a2 ') In addition to the constituent unit (a1'), the component (A2-2-10) preferably further comprises a constituent unit (a2 ') having a hydroxyalkyl group.
When the component (A2-2) has the component (A2-2-10) containing the structural unit (a2 ′), the solubility in an alkali developer is improved. In addition, the crosslinkability with the component (C) is increased, and the difference (contrast) in solubility between the exposed area and the unexposed area in the alkaline developer is increased, so that the negative resist can function more sufficiently.
Examples of the structural unit (a2 ′) include a structural unit (a210) having an aliphatic cyclic group having a hydroxyalkyl group in the main chain, and a structural unit (a220) derived from an acrylate ester having a hydroxyl group-containing alkyl group. Etc.) are preferably used.

・・・・構成単位(a210)について
構成単位(a210)は、ヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を主鎖に有する構成単位をいう。
構成単位(a210)としては、前記構成単位(a1’)の「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」において、フッ素化されていないヒドロキシアルキル基、すなわちアルキル基の水素原子の一部がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシアルキル基中の残りの水素原子がフッ素原子によって置換されていない以外は、前記構成単位(a1’)と同様の構成単位が好適なものとして挙げられる。
かかる構成単位(a210)に含まれるものとしては、下記一般式(a2’−1)で表される構成単位(以下「構成単位(a2’−1)」という。)が好ましく例示できる。当該構成単位(a2’−1)を有することにより、解像性、レジストパターン形状、ラインワイズラフネス(LWR)等のリソグラフィー特性が向上する。また、良好なコントラストが得られやすく、エッチング耐性も向上する。
... About structural unit (a210) A structural unit (a210) says the structural unit which has the aliphatic cyclic group which has a hydroxyalkyl group in a principal chain.
As the structural unit (a210), in the “fluorinated hydroxyalkyl group” of the structural unit (a1 ′), a non-fluorinated hydroxyalkyl group, that is, a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a hydroxy group. The structural unit similar to the structural unit (a1 ′) is preferable except that the remaining hydrogen atom in the hydroxyalkyl group is not substituted by a fluorine atom.
Preferred examples of the structural unit (a210) include a structural unit represented by the following general formula (a2′-1) (hereinafter referred to as “structural unit (a2′-1)”). By including the structural unit (a2′-1), lithography properties such as resolution, resist pattern shape, and line width roughness (LWR) are improved. In addition, good contrast is easily obtained and etching resistance is improved.

Figure 0005764297
[式(a2’−1)中、R13”、R14”はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜5の低級アルキル基であり、Y’は水素原子又はヒドロキシアルキル基であり、rは0又は1であり、pは1〜3の整数である。]
Figure 0005764297
[In the formula (a2′-1), R 13 ″ and R 14 ″ are each independently a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Y ′ is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group, r is 0 or 1, and p is an integer of 1 to 3. ]

前記一般式(a2’−1)で表される構成単位(a2’−1)は、ヒドロキシアルキル基を有するノルボルナンまたはテトラシクロドデカンの構造を主鎖に有する構成単位である。
式(a2’−1)中、R13”、R14”は、それぞれ独立して水素原子または低級アルキル基である。低級アルキル基としては、前記式(a1’−1−1)中のR11”,R12”で表される低級アルキル基と同様のものが挙げられる。なかでも、R13”、R14”が共に水素原子であることが好ましい。
Y’は、水素原子又はヒドロキシアルキル基である。
ヒドロキシアルキル基としては、炭素数が10以下の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であることが好ましく、炭素数8以下の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜3の直鎖状の低級ヒドロキシアルキル基であることがさらに好ましい。
ヒドロキシアルキル基における水酸基の数と結合位置は、特に限定されるものではなく、通常は1つであり、また、アルキル基の末端に結合していることが好ましい。
Y’としては、なかでも特に水素原子が好ましい。
rは0または1であり、0が好ましい。
pは1〜3の整数であり、1または2が好ましく、1が最も好ましい。
The structural unit (a2′-1) represented by the general formula (a2′-1) is a structural unit having a norbornane or tetracyclododecane structure having a hydroxyalkyl group in the main chain.
In formula (a2′-1), R 13 ″ and R 14 ″ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group. As the lower alkyl group, the same as the lower alkyl groups represented by R 11 ″ and R 12 ″ in formula (a1′-1-1) can be exemplified. Among these, it is preferable that R 13 ″ and R 14 ″ are both hydrogen atoms.
Y ′ is a hydrogen atom or a hydroxyalkyl group.
The hydroxyalkyl group is preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched hydroxyalkyl group having 8 or less carbon atoms. Preferably, it is a C1-C3 linear lower hydroxyalkyl group.
The number of hydroxyl groups and the bonding position in the hydroxyalkyl group are not particularly limited and are usually one and preferably bonded to the terminal of the alkyl group.
Y ′ is particularly preferably a hydrogen atom.
r is 0 or 1, and 0 is preferable.
p is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and most preferably 1.

かかる構成単位(a2’−1)の具体例としては、下記化学式(a2’−1−1)〜(a2’−1−7)が挙げられる。   Specific examples of the structural unit (a2′-1) include the following chemical formulas (a2′-1-1) to (a2′-1-7).

Figure 0005764297
Figure 0005764297

これらの中でも、上記化学式(a2’−1−1)、(a2’−1−2)、(a2’−1−3)が好ましい。
構成単位(a210)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−10)成分中の構成単位(a210)の含有割合は、(A2−2−10)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜50モル%が好ましく、15〜50モル%がより好ましく、20〜45モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、アルカリ溶解性が向上し、良好なコントラストが得られやすくなる等の構成単位(a210)を含有することによる効果が向上する。他方、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
Among these, the above chemical formulas (a2′-1-1), (a2′-1-2), and (a2′-1-3) are preferable.
The structural unit (a210) can be used alone or in combination of two or more.
The content ratio of the structural unit (a210) in the component (A2-2-10) is preferably 10 to 50 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A2-2-10). 50 mol% is more preferable and 20-45 mol% is further more preferable. By being more than the lower limit of the above range, the effect of containing the structural unit (a210) such that alkali solubility is improved and good contrast is easily obtained is improved. On the other hand, the balance with other structural units becomes favorable by being below an upper limit.

・・・・構成単位(a220)について
構成単位(a220)は、水酸基含有アルキル基を有するアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
··· Constituent Unit (a220) The constituent unit (a220) is a constituent unit derived from an acrylate ester having a hydroxyl group-containing alkyl group.

構成単位(a220)が水酸基含有環状アルキル基を有する構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a221)」と略記する。)の場合、レジストパターンの膨潤抑制効果が高くなる。また、解像性も向上する。さらに、良好なコントラストやエッチング耐性も得られやすくなる。
構成単位(a221)としては、たとえば、後述の(A2−2−20)成分を構成する「水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2”)」についての説明において例示する構成単位のうち、脂肪族環式基が飽和炭化水素基であるものが挙げられる。なかでも、アクリル酸エステルのα位に結合している置換基が、フッ素化アルキル基であるものが特に好ましく、トリフルオロメチル基(−CF)であるものが最も好ましい。
When the structural unit (a220) is a structural unit having a hydroxyl group-containing cyclic alkyl group (hereinafter, this structural unit is abbreviated as “structural unit (a221)”), the swelling suppression effect of the resist pattern is enhanced. Also, the resolution is improved. Furthermore, good contrast and etching resistance are easily obtained.
As the structural unit (a221), for example, description of “structural unit (a2 ″) derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group” that constitutes the component (A2-2-20) described later. Among the structural units exemplified in, those in which the aliphatic cyclic group is a saturated hydrocarbon group can be mentioned. Among them, the substituent bonded to the α-position of the acrylate ester is particularly preferably a fluorinated alkyl group, and most preferably a trifluoromethyl group (—CF 3 ).

また、構成単位(a220)が水酸基含有鎖状アルキル基を有する構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a222)」と略記する。)の場合、(A2−2−10)成分全体の親水性が高くなってアルカリ現像液に対する溶解性が高まり、解像性が向上する。また、レジストパターン形成時の架橋反応の制御性が良好となり、パターン形状や解像性が向上する。さらに、膜密度が向上する傾向があり、これにより、エッチング時の膜減りが抑制でき、耐熱性も向上する傾向がある。
構成単位(a222)としては、たとえば、後述の(A2−2−20)成分を構成する「環式構造を有さず、かつ、側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a3”)」についての説明において例示する構成単位のうち、ヒドロキシアルキル基を有するものが挙げられる。なかでも、アクリル酸エステルのエステル部にヒドロキシアルキル基を有するものが好ましく、そのなかでもアクリル酸エステルのα位に結合している置換基がフッ素化アルキル基であるものが特に好ましく、トリフルオロメチル基(−CF)であるものが最も好ましい。
In the case where the structural unit (a220) is a structural unit having a hydroxyl group-containing chain alkyl group (hereinafter, this structural unit is abbreviated as “structural unit (a222)”), the hydrophilicity of the entire component (A2-2-10) Therefore, the solubility in an alkali developer is increased, and the resolution is improved. Further, the controllability of the crosslinking reaction during the formation of the resist pattern becomes good, and the pattern shape and resolution are improved. Further, the film density tends to be improved, whereby the film loss during etching can be suppressed and the heat resistance tends to be improved.
As the structural unit (a222), for example, a “constituent unit derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain” constitutes the component (A2-2-20) described later. Among the structural units exemplified in the description of (a3 ″) ”, those having a hydroxyalkyl group can be mentioned. Of these, those having a hydroxyalkyl group in the ester portion of the acrylate ester are preferred, and those in which the substituent bonded to the α-position of the acrylate ester is a fluorinated alkyl group are particularly preferred. Most preferred is the group (—CF 3 ).

構成単位(a220)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−10)成分中の構成単位(a220)の含有割合は、(A2−2−10)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜80モル%が好ましく、15〜60モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより構成単位(a220)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより他の構成単位とのバランスが良好となる。
The structural unit (a220) can be used alone or in combination of two or more.
The content ratio of the structural unit (a220) in the component (A2-2-10) is preferably 10 to 80 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A2-2-10). 60 mol% is more preferable and 20-55 mol% is further more preferable. The effect by containing a structural unit (a220) is acquired by being more than the lower limit of the said range, and a balance with another structural unit becomes favorable by being below an upper limit.

なお、構成単位(a220)が、前記構成単位(a221)と前記構成単位(a222)との両方を含む場合、両者の混合割合はモル比で、構成単位(a221):構成単位(a222)=9:1〜1:9であることが好ましく、8:2〜2:8であることがより好ましく、6:4〜7:3であることがさらに好ましい。
構成単位(a221)と構成単位(a222)とを、前記混合割合でバランスよく配合することによって良好な露光余裕度が得られる。また、適度なコントラストが得られ、解像性が向上する。さらに、エッチング耐性も向上する。
In the case where the structural unit (a220) includes both the structural unit (a221) and the structural unit (a222), the mixing ratio of both is a molar ratio, that is, the structural unit (a221): the structural unit (a222) = It is preferably 9: 1 to 1: 9, more preferably 8: 2 to 2: 8, and even more preferably 6: 4 to 7: 3.
A good exposure margin can be obtained by blending the structural unit (a221) and the structural unit (a222) in a balanced manner at the mixing ratio. Moreover, a moderate contrast is obtained and the resolution is improved. Furthermore, etching resistance is also improved.

・・・その他の構成単位について
(A2−2−10)成分は、前記の各構成単位(a1’)、(a2’)以外の構成単位として、従来化学増幅型レジスト組成物用として公知の樹脂成分に用いられている構成単位を適宜用いることができる。
上記の中でも、(A2−2−10)成分としては、構成単位(a1’)と構成単位(a2’)とを有する高分子化合物であることが好ましく、構成単位(a1’)及び(a2’)を主成分とする高分子化合物であることがより好ましい。
... Other structural units The component (A2-2-10) is a resin known as a conventional chemical amplification resist composition as a structural unit other than the structural units (a1 ′) and (a2 ′). The structural unit used for the component can be appropriately used.
Among them, the component (A2-2-10) is preferably a polymer compound having the structural unit (a1 ′) and the structural unit (a2 ′), and the structural units (a1 ′) and (a2 ′). It is more preferable that the polymer compound has a main component.

ここで、「主成分」とは、構成単位(a1’)と構成単位(a2’)との合計の割合が、(A2−2−10)成分を構成する全構成単位の合計に対して70モル%以上を占めることを意味し、80モル%以上を占めることがより好ましく、100モル%であってもよい。なかでも、(A2−2−10)成分としては、構成単位(a1’)と構成単位(a2’)とからなる高分子化合物であることが最も好ましい。
(A2−2−10)成分における構成単位(a1’)と構成単位(a2’)との組合せとしては、構成単位(a1’)と構成単位(a210)との組み合わせが好ましい。
(A2−2−10)成分としては、たとえば下記化学式(A2−2−11)〜(A2−2−14)で表される構成単位の組合せを含むものが好ましく挙げられる。
Here, the “principal component” means that the total ratio of the structural unit (a1 ′) and the structural unit (a2 ′) is 70 with respect to the total of all structural units constituting the component (A2-2-10). It means to occupy at least mol%, more preferably at least 80 mol%, and may be 100 mol%. Among them, the component (A2-2-10) is most preferably a polymer compound composed of the structural unit (a1 ′) and the structural unit (a2 ′).
The combination of the structural unit (a1 ′) and the structural unit (a2 ′) in the component (A2-2-10) is preferably a combination of the structural unit (a1 ′) and the structural unit (a210).
As (A2-2-10) component, what contains the combination of the structural unit represented, for example by following chemical formula (A2-2-11)-(A2-2-14) is mentioned preferably.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

上記のなかでも、(A2−2−10)成分としては、前記化学式(A2−2−11)〜(A2−2−14)で表される構成単位の組合せからなる群から選択される少なくとも一種の組合せを含む高分子化合物が好ましく、前記化学式(A2−2−11)で表される構成単位の組合せを含む高分子化合物が最も好ましい。   Among the above, the component (A2-2-10) is at least one selected from the group consisting of combinations of structural units represented by the chemical formulas (A2-2-11) to (A2-2-14). The polymer compound containing the combination of these is preferable, and the polymer compound containing the combination of the structural unit represented by the said Chemical formula (A2-2-11) is the most preferable.

精製前の(A2−2−10)成分における質量平均分子量(Mw;ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値)は2000〜10000であることが好ましく、3000〜6000であることがさらに好ましく、3000〜5000であることが特に好ましい。
上記範囲の下限値以上であることにより良好なコントラストを得ることができ、上限値以下であることによりレジストパターンの膨潤を抑制することができる。その結果、解像性が向上する。また、パターンの膨潤を抑制できることから、焦点深度幅(DOF)特性の向上効果や、ラインエッジラフネス(LER)の抑制効果を得ることができる。また、上記質量平均分子量をこの範囲とすることは、レジストパターンの膨潤抑制効果も高い点から好ましい。質量平均分子量は、この範囲内において低い方が、良好な特性が得られる傾向がある。
また、精製前の(A2−2−10)成分における分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0であることが好ましく、1.0〜2.5であることがさらに好ましい。
The mass average molecular weight (Mw; polystyrene conversion value by gel permeation chromatography) in the component (A2-2-10) before purification is preferably 2000 to 10,000, more preferably 3000 to 6000, and more preferably 3000 to 3,000. It is particularly preferably 5000.
A favorable contrast can be obtained by being more than the lower limit of the said range, and swelling of a resist pattern can be suppressed by being below an upper limit. As a result, the resolution is improved. Further, since the swelling of the pattern can be suppressed, the effect of improving the depth of focus (DOF) characteristic and the effect of suppressing the line edge roughness (LER) can be obtained. Moreover, it is preferable to make the said mass mean molecular weight into this range from the point that the swelling suppression effect of a resist pattern is also high. When the mass average molecular weight is lower within this range, good characteristics tend to be obtained.
Further, the dispersity (Mw / Mn) in the component (A2-2-10) before purification is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably 1.0 to 2.5.

(A2−2)成分を用いる場合、上記(A2−2−10)成分の1種又は2種以上を混合して用いることができる。
ただし、(A2−2−10)成分を用いる場合、(A2−2)成分中に含まれる(A2−2−10)成分の割合は、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが特に好ましい。
When the component (A2-2) is used, one or more of the above components (A2-2-10) can be mixed and used.
However, when the component (A2-2-10) is used, the proportion of the component (A2-2-10) contained in the component (A2-2) is preferably 40% by mass or more, and 50% by mass or more. It is more preferable that it is 60 mass% or more.

・・高分子化合物(A2−2−20)について
(A2−2−20)成分は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位(a1”)を含む。
また、当該(A2−2−20)成分は、構成単位(a1”)に加え、さらに、水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2”)を含むことが好ましい。
また、当該(A2−2−20)成分は、構成単位(a1”)に加え、または、構成単位(a1”)と構成単位(a2”)とに加え、さらに、環式構造を有さず、かつ、側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a3”)を含むことが好ましい。
.. About polymer compound (A2-2-20) The component (A2-2-20) includes a structural unit (a1 ″) containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group.
In addition to the structural unit (a1 ″), the component (A2-2-20) further includes a structural unit (a2 ″) derived from an acrylate ester containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group. preferable.
In addition to the structural unit (a1 ″) or the structural unit (a1 ″) and the structural unit (a2 ″), the component (A2-2-20) does not have a cyclic structure. And a structural unit (a3 ″) derived from acrylic acid having an alcoholic hydroxyl group in the side chain.

・・・構成単位(a1”)について
構成単位(a1”)は、フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基を含有する構成単位である。構成単位(a1”)を含むことにより、アルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、レジストパターンの膨潤が抑制されて、解像性、パターン形状、LWR等のリソグラフィー特性が向上する。
... Structural Unit (a1 ") The structural unit (a1") is a structural unit containing an aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group. By including the structural unit (a1 ″), solubility in an alkaline developer is improved. Further, swelling of the resist pattern is suppressed, and lithography properties such as resolution, pattern shape, and LWR are improved.

フッ素化されたヒドロキシアルキル基を有する脂肪族環式基は、前記構成単位(a1’)についての説明において例示したものと同様であり、脂肪族環式基(フッ素化されたヒドロキシアルキル基が結合する前の状態)としては、なかでもシクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンから2個の水素原子を除いた基が工業上入手しやすく、好ましい。
これら例示した単環式基、多環式基の中でも、特にノルボルナンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。
The aliphatic cyclic group having a fluorinated hydroxyalkyl group is the same as that exemplified in the description of the structural unit (a1 ′), and the aliphatic cyclic group (the fluorinated hydroxyalkyl group is bonded). Among these, a group in which two hydrogen atoms have been removed from cyclohexane, adamantane, norbornane, or tetracyclododecane is particularly preferable because it is easily available in the industry.
Of these exemplified monocyclic groups and polycyclic groups, groups in which two hydrogen atoms have been removed from norbornane are particularly preferred.

構成単位(a1”)は、アクリル酸から誘導される構成単位であることが好ましく、特に、アクリル酸エステルのカルボニルオキシ基[−C(=O)−O−]の末端の酸素原子(−O−)に上記脂肪族環式基が結合した構造(アクリル酸のカルボキシ基の水素原子が上記脂肪族環式基で置換されている構造)が好ましい。   The structural unit (a1 ″) is preferably a structural unit derived from acrylic acid, and in particular, an oxygen atom (—O— at the terminal of the carbonyloxy group [—C (═O) —O—] of the acrylate ester. A structure in which the aliphatic cyclic group is bonded to-) (a structure in which a hydrogen atom of a carboxy group of acrylic acid is substituted with the aliphatic cyclic group) is preferable.

構成単位(a1”)としてより具体的には、下記一般式(1)で表される構成単位(a1”−1)が好ましい。   More specifically, the structural unit (a1 ″ -1) represented by the following general formula (1) is preferable as the structural unit (a1 ″).

Figure 0005764297
[式(1)中、Rは水素原子、低級アルキル基、又はハロゲン化低級アルキル基であり;u、t、t”はそれぞれ独立して1〜5の整数である。]
Figure 0005764297
[In Formula (1), R is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group; u, t, and t ″ are each independently an integer of 1 to 5.]

式(1)中、Rは水素原子、低級アルキル基、又はハロゲン化低級アルキル基である。
Rの低級アルキル基又はハロゲン化アルキル基については、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基又はハロゲン化アルキル基と同様である。
Rは、水素原子または低級アルキル基であることが好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
uは、それぞれ独立して1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
tは1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
t”は1〜5の整数であり、1〜3の整数であることが好ましく、1〜2の整数であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。
前記一般式(1)で表される構成単位(a1”−1)は、(α−低級アルキル)アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In formula (1), R is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a halogenated lower alkyl group.
The lower alkyl group or halogenated alkyl group of R is the same as the lower alkyl group or halogenated alkyl group that may be bonded to the α-position of the acrylate ester.
R is preferably a hydrogen atom or a lower alkyl group, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
u is each independently an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
t is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
t ″ is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, more preferably an integer of 1 to 2, and most preferably 1.
In the structural unit (a1 ″ -1) represented by the general formula (1), a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is bonded to the carboxy group of (α-lower alkyl) acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

構成単位(a1”)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−20)成分中の構成単位(a1”)の含有割合は、(A2−2−20)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜90モル%が好ましく、20〜90モル%がより好ましく、40〜90モル%が特に好ましく、45〜85モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、構成単位(a1”)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a1 ″), one type or a mixture of two or more types can be used.
The content ratio of the structural unit (a1 ″) in the component (A2-2-20) is preferably 10 to 90 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A2-2-20). -90 mol% is more preferable, 40-90 mol% is especially preferable, and 45-85 mol% is the most preferable. By being more than the lower limit of the said range, the effect by containing a structural unit (a1 '') is obtained. By being obtained and being not more than the upper limit value, the balance with other structural units is good.

・・・構成単位(a2”)について
(A2−2−20)成分は、構成単位(a1”)に加えて、さらに水酸基含有脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2”)を有することが好ましい。
構成単位(a2”)を含む(A2−2−20)成分をネガ型の化学増幅型レジスト組成物に配合すると、この構成単位(a2”)の水酸基(アルコール性水酸基)が、(B)成分から発生する酸の作用によって、(C)成分と反応し、これにより(A2−2−20)成分がアルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化する。
... Constituent unit (a2 ") In addition to the constituent unit (a1"), the component (A2-2-20) is a constituent unit derived from an acrylate ester further containing a hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group ( a2 ″).
When the component (A2-2-20) containing the structural unit (a2 ″) is blended with the negative chemically amplified resist composition, the hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group) of the structural unit (a2 ″) becomes the component (B). It reacts with the component (C) by the action of the acid generated from the component, whereby the component (A2-2-20) changes from a property soluble in an alkali developer to an insoluble property.

「水酸基含有脂肪族環式基」とは、脂肪族環式基に水酸基が結合している基である。
脂肪族環式基に結合している水酸基の数は、1〜3個が好ましく、1個がさらに好ましい。
脂肪族環式基は、単環でも多環でもよいが、多環式基であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基であることが好ましい。また、飽和であることが好ましい。また、脂肪族環式基の炭素数は5〜15であることが好ましい。
脂肪族環式基(水酸基が結合する前の状態)の具体例としては、上記構成単位(a1”)の脂肪族環式基と同様のものが挙げられる。
構成単位(a2”)の脂肪族環式基としては、なかでも、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、テトラシクロドデシル基が工業上入手しやすいことから、好ましい。そのなかでも、シクロヘキシル基、アダマンチル基がより好ましく、特にアダマンチル基が好ましい。
脂肪族環式基には、水酸基以外に、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合していてもよい。
A “hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group” is a group in which a hydroxyl group is bonded to an aliphatic cyclic group.
The number of hydroxyl groups bonded to the aliphatic cyclic group is preferably 1 to 3, and more preferably 1.
The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic, but is preferably a polycyclic group. Moreover, it is preferable that it is an alicyclic hydrocarbon group. Moreover, it is preferable that it is saturated. Moreover, it is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 5-15.
Specific examples of the aliphatic cyclic group (the state before the hydroxyl group is bonded) include those similar to the aliphatic cyclic group of the structural unit (a1 ″).
As the aliphatic cyclic group of the structural unit (a2 ″), among them, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, and a tetracyclododecyl group are preferable because they are industrially available. Among them, a cyclohexyl group and an adamantyl group are preferable. A group is more preferable, and an adamantyl group is particularly preferable.
In addition to the hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms may be bonded to the aliphatic cyclic group.

構成単位(a2”)において、水酸基含有脂肪族環式基は、アクリル酸エステルのエステル基(−C(=O)−O−)の末端の酸素原子と結合していることが好ましい。
この場合、構成単位(a2”)において、アクリル酸エステルのα位(α位の炭素原子)には、水素原子に代わって、他の置換基が結合していてもよい。置換基としては、好ましくは、低級アルキル基又はハロゲン化低級アルキル基が挙げられる。
これらの説明は、上記構成単位(a1”)の一般式(1)中のRの説明と同様であって、α位に結合可能なもののうち、好ましいものは水素原子または低級アルキル基であって、特に水素原子またはメチル基が好ましい。
In the structural unit (a2 ″), the hydroxyl group-containing aliphatic cyclic group is preferably bonded to the terminal oxygen atom of the ester group (—C (═O) —O—) of the acrylate ester.
In this case, in the structural unit (a2 ″), another substituent may be bonded to the α-position (α-position carbon atom) of the acrylate ester instead of the hydrogen atom. Preferably, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group is used.
These explanations are the same as those of R in the general formula (1) of the structural unit (a1 ″), and among those which can be bonded to the α-position, preferred is a hydrogen atom or a lower alkyl group. In particular, a hydrogen atom or a methyl group is preferable.

構成単位(a2”)の具体例として、例えば下記一般式(2)で表される構成単位(a2”−1)が好ましい。   As a specific example of the structural unit (a2 ″), for example, a structural unit (a2 ″ -1) represented by the following general formula (2) is preferable.

Figure 0005764297
[式(2)中、Rは前記と同じであり;Rは水素原子、低級アルキル基、または炭素数1〜5のアルコキシ基であり;r’は1〜3の整数である。]
Figure 0005764297
[In Formula (2), R is the same as the above; R 6 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms; and r ′ is an integer of 1 to 3. ]

Rは、上記一般式(1)におけるRの説明と同様である。
の低級アルキル基は、Rの低級アルキル基と同じである。
前記一般式(2)において、R、Rはいずれも水素原子であることが最も好ましい。
r’は1〜3の整数であり、1であることが好ましい。
水酸基の結合位置は、特に限定されないが、アダマンチル基の3位の位置に結合していることが好ましい。
R is the same as the description of R in the general formula (1).
The lower alkyl group for R 6 is the same as the lower alkyl group for R.
In the general formula (2), R and R 6 are most preferably hydrogen atoms.
r ′ is an integer of 1 to 3, and is preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably bonded to the position of the 3rd position of the adamantyl group.

構成単位(a2”)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−20)成分中の構成単位(a2”)の割合は、(A2−2−20)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜70モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜40モル%がさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、構成単位(a2”)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより、他の構成単位とのバランスが良好である。
As the structural unit (a2 ″), one type or a mixture of two or more types can be used.
The proportion of the structural unit (a2 ″) in the component (A2-2-20) is preferably 10 to 70 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A2-2-20). 50 mol% is more preferable, and 20-40 mol% is still more preferable. By being more than the lower limit of the said range, the effect by containing a structural unit (a2 '') will be acquired, and when it is below an upper limit. The balance with other structural units is good.

・・・構成単位(a3”)について
(A2−2−20)成分は、構成単位(a1”)に加えて、または、構成単位(a1”)および構成単位(a2”)に加えて、さらに、環式構造を有さず、かつ、側鎖にアルコール性水酸基を有するアクリル酸から誘導される構成単位(a3”)を有することが好ましい。
構成単位(a3”)を含む(A2−2−20)成分をネガ型の化学増幅型レジスト組成物に配合すると、構成単位(a3”)のアルコール性水酸基が、前記構成単位(a2”)の水酸基とともに、(B)成分から発生する酸の作用によって(C)成分と反応する。
そのため、(A2−2−20)成分が、アルカリ現像液に対して可溶性の性質から不溶性の性質に変化しやすくなり、解像性等のリソグラフィー特性向上の効果が得られる。また、膜減りが抑制できる。また、パターン形成時の架橋反応の制御性が良好となる。さらに、膜密度が向上する傾向がある。これにより、耐熱性が向上する傾向がある。さらにはエッチング耐性も向上する。
... About the structural unit (a3 ") In addition to the structural unit (a1"), or the component (A2-2-20), in addition to the structural unit (a1 ") and the structural unit (a2"), It preferably has a structural unit (a3 ″) derived from acrylic acid having no cyclic structure and having an alcoholic hydroxyl group in the side chain.
When the component (A2-2-20) containing the structural unit (a3 ″) is blended with the negative chemically amplified resist composition, the alcoholic hydroxyl group of the structural unit (a3 ″) becomes a component of the structural unit (a2 ″). Along with the hydroxyl group, it reacts with the component (C) by the action of the acid generated from the component (B).
Therefore, the component (A2-2-20) easily changes from a soluble property to an insoluble property with respect to an alkaline developer, and an effect of improving lithography properties such as resolution can be obtained. Moreover, film loss can be suppressed. Moreover, the controllability of the crosslinking reaction during pattern formation is improved. Furthermore, the film density tends to improve. Thereby, there exists a tendency for heat resistance to improve. Furthermore, etching resistance is also improved.

構成単位(a3”)において、「環式構造を有さない」とは、脂肪族環式基や芳香族基を有さないことを意味する。
構成単位(a3”)は、環式構造を有さないことにより、前記構成単位(a2”)と明らかに区別される。
側鎖にアルコール性水酸基を有する構成単位としては、例えば、ヒドロキシアルキル基を有する構成単位が挙げられる。
ヒドロキシアルキル基としては、上記構成単位(a1”)の「フッ素化されたヒドロキシアルキル基」におけるヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
ヒドロキシアルキル基は、例えば主鎖(アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂した部分)のα位の炭素原子に直接結合していてもよいし、アクリル酸のカルボキシ基の水素原子と置換してエステルを構成していてもよい。
構成単位(a3”)においては、これらのうち少なくとも一方あるいは両方が存在していることが好ましい。
なお、α位にヒドロキシアルキル基が結合していない場合、α位の炭素原子には、水素原子に代わって、低級アルキル基又はハロゲン化低級アルキル基が結合していてもよい。
これらについては、一般式(1)中のRの説明と同様である。
In the structural unit (a3 ″), “having no cyclic structure” means having no aliphatic cyclic group or aromatic group.
The structural unit (a3 ″) is clearly distinguished from the structural unit (a2 ″) by not having a cyclic structure.
Examples of the structural unit having an alcoholic hydroxyl group in the side chain include a structural unit having a hydroxyalkyl group.
Examples of the hydroxyalkyl group include those similar to the hydroxyalkyl group in the “fluorinated hydroxyalkyl group” of the structural unit (a1 ″).
For example, the hydroxyalkyl group may be directly bonded to the α-position carbon atom of the main chain (the portion where the ethylenic double bond of acrylic acid is cleaved), or may be substituted with the hydrogen atom of the carboxy group of acrylic acid. You may comprise ester.
In the structural unit (a3 ″), it is preferable that at least one or both of them be present.
When no hydroxyalkyl group is bonded to the α-position, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group may be bonded to the α-position carbon atom instead of a hydrogen atom.
About these, it is the same as that of description of R in General formula (1).

構成単位(a3”)としては、下記一般式(3)で表される構成単位(a3”−1)が好ましい。   As the structural unit (a3 ″), structural units (a3 ″ -1) represented by the following general formula (3) are preferable.

Figure 0005764297
[式(3)中、Rは水素原子、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基、またはヒドロキシアルキル基であり;Rは、水素原子、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基であり、かつR、Rの少なくとも一方はヒドロキシアルキル基である。]
Figure 0005764297
[In Formula (3), R 3 is a hydrogen atom, a lower alkyl group, a halogenated lower alkyl group, or a hydroxyalkyl group; R 4 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, and R 3 , R 4 is a hydroxyalkyl group. ]

におけるヒドロキシアルキル基は、炭素数が10以下のヒドロキシアルキル基であることが好ましく、直鎖状、分岐鎖状であることがより好ましく、炭素数2〜8のヒドロキシアルキル基であることがさらに好ましく、ヒドロキシメチル基またはヒドロキシエチル基であることが最も好ましい。
水酸基の数、結合位置は、特に限定されるものではなく、通常は1つであり、また、アルキル基の末端に結合していることが好ましい。
における低級アルキル基は、炭素数が10以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数2〜8のアルキル基であることがさらに好ましく、エチル基、メチル基であることが最も好ましい。
におけるハロゲン化低級アルキル基は、好ましくは、炭素数が5以下の低級アルキル基(好ましくはエチル基、メチル基)において、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)で置換された基である。
におけるアルキル基、ヒドロキシアルキル基としては、Rの低級アルキル基、ヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
The hydroxyalkyl group in R 3 is preferably a hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably a linear or branched chain, and a hydroxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms. More preferred is a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group.
The number of hydroxyl groups and the bonding position are not particularly limited and are usually one and preferably bonded to the terminal of the alkyl group.
The lower alkyl group for R 3 is preferably an alkyl group having 10 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and most preferably an ethyl group or a methyl group.
The halogenated lower alkyl group for R 3 is preferably a lower alkyl group having 5 or less carbon atoms (preferably an ethyl group or a methyl group), and part or all of the hydrogen atoms are halogen atoms (preferably fluorine atoms). A group substituted with
Examples of the alkyl group and hydroxyalkyl group in R 4 include the same as the lower alkyl group and hydroxyalkyl group of R 3 .

一般式(3)で表される構成単位(a3”−1)として、具体的には、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸から誘導される構成単位(ただし、ここではアクリル酸エステルから誘導される構成単位は含まない。)、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位、(α−アルキル)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルから誘導される構成単位が挙げられる。
これらの中で、構成単位(a3”)が、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位を含むと、膜密度の向上の点から好ましく、中でもα−(ヒドロキシメチル)−アクリル酸エチルエステルまたはα−(ヒドロキシメチル)−アクリル酸メチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
また、構成単位(a3”)が、(α−アルキル)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルから誘導される構成単位を含むと、架橋効率の点で好ましい。中でも、α−メチル−アクリル酸ヒドロキシエチルエステルまたはα−メチル−アクリル酸ヒドロキシメチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
As the structural unit (a3 ″ -1) represented by the general formula (3), specifically, a structural unit derived from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid (here, derived from an acrylate ester) A structural unit derived from an α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester, and a structural unit derived from an (α-alkyl) acrylic hydroxyalkyl ester.
Among these, when the structural unit (a3 ″) includes a structural unit derived from an α- (hydroxyalkyl) acrylic acid alkyl ester, it is preferable from the viewpoint of improving the film density, and among them, α- (hydroxymethyl)- Structural units derived from acrylic acid ethyl ester or α- (hydroxymethyl) -acrylic acid methyl ester are preferred.
In addition, it is preferable that the structural unit (a3 ″) includes a structural unit derived from (α-alkyl) acrylic acid hydroxyalkyl ester in terms of crosslinking efficiency. Among them, α-methyl-acrylic acid hydroxyethyl ester or α -Structural units derived from methyl-hydroxymethyl ester of acrylic acid are preferred.

構成単位(a3”)は、1種又は2種以上を混合して用いることができる。
(A2−2−20)成分中の構成単位(a3”)の割合は、(A2−2−20)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜30モル%が特に好ましく、10〜25モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、構成単位(a3”)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより、他の構成単位とのバランスが良好となる。
As the structural unit (a3 ″), one type or a mixture of two or more types can be used.
The proportion of the structural unit (a3 ″) in the component (A2-2-20) is preferably 5 to 50 mol% with respect to the total of all structural units constituting the component (A2-2-20). 40 mol% is more preferable, 5 to 30 mol% is particularly preferable, and 10 to 25 mol% is most preferable. The effect by containing the structural unit (a3 ″) is obtained by being not less than the lower limit of the above range. Therefore, the balance with other structural units becomes good by being below the upper limit.

・・・その他構成単位について
(A2−2−20)成分は、前記の各構成単位(a1”)〜(a3”)以外の構成単位として、共重合可能なその他構成単位を有していてもよい。
かかるその他構成単位としては、従来化学増幅型レジスト組成物用として公知の樹脂成分に用いられている構成単位が使用でき、たとえば、ラクトン含有単環または多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a4”)が挙げられる。
構成単位(a4”)としては、特に限定されるものではなく、任意のものが使用可能である。具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
構成単位(a4”)は、1種または2種以上を混合して用いることができる。
構成単位(a4”)を(A2−2−20)成分に含有させる場合、(A2−2−20)成分中の構成単位(a4”)の割合は、(A2−2−20)成分を構成する全構成単位の合計に対して、10〜70モル%が好ましく、10〜40モル%がより好ましく、10〜25モル%が最も好ましい。上記範囲の下限値以上であることにより、構成単位(a4”)を含有することによる効果が得られ、上限値以下であることにより、他の構成単位とのバランスが良好となる。
... Other structural units The component (A2-2-20) may have other structural units copolymerizable as structural units other than the structural units (a1 ″) to (a3 ″). Good.
As such other structural units, structural units conventionally used for known resin components for chemically amplified resist compositions can be used, for example, derived from acrylate esters containing a lactone-containing monocyclic or polycyclic group. Structural unit (a4 ″).
The structural unit (a4 ″) is not particularly limited, and any unit can be used. Specifically, as the lactone-containing monocyclic group, one hydrogen atom is removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.
As the structural unit (a4 ″), one type or a mixture of two or more types can be used.
When the structural unit (a4 ″) is contained in the component (A2-2-20), the proportion of the structural unit (a4 ″) in the component (A2-2-20) is the component (A2-2-20). 10-70 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units to perform, 10-40 mol% is more preferable, and 10-25 mol% is the most preferable. By being more than the lower limit of the said range, the effect by containing a structural unit (a4 '') will be acquired, and a balance with another structural unit will become favorable by being below an upper limit.

ただし、(A2−2−20)成分は、特に構成単位(a1”)〜(a3”)を主成分とする高分子化合物であることが好ましい。
ここでいう「主成分」とは、構成単位(a1”)〜(a3”)の合計が50モル%以上を占めることを意味し、好ましくは70モル%以上であり、より好ましくは80モル%以上である。最も好ましくは100モル%、すなわち(A2−2−20)成分は、構成単位(a1”)、構成単位(a2”)および構成単位(a3”)からなる高分子化合物であることが好ましい。
However, the component (A2-2-20) is particularly preferably a polymer compound containing the structural units (a1 ″) to (a3 ″) as main components.
The “main component” here means that the total of the structural units (a1 ″) to (a3 ″) occupies 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol%. That's it. Most preferably, the component (A2-2-20) is a polymer compound composed of the structural unit (a1 ″), the structural unit (a2 ″) and the structural unit (a3 ″).

(A2−2−20)成分としては、特に下記式(A2−2−21)の様な構成単位の組み合わせを含むものが好ましい。   As the component (A2-2-20), a component containing a combination of structural units such as the following formula (A2-2-21) is particularly preferable.

Figure 0005764297
[式中、Rは前記と同じである。複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。]
Figure 0005764297
[Wherein, R is the same as defined above. A plurality of R may be the same or different. ]

精製前の(A2−2−20)成分における質量平均分子量(Mw)は、2000〜30000であることが好ましく、2000〜10000であることがより好ましく、3000〜8000であることがさらに好ましい。この範囲とすることにより、アルカリ現像液に対する良好な溶解速度が得られ、高解像性の点からも好ましい。当該質量平均分子量は、この範囲内において低い方が、良好な特性が得られる傾向がある。
また、精製前の(A2−2−20)成分における分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜2.5がより好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) in the component (A2-2-20) before purification is preferably 2000 to 30000, more preferably 2000 to 10000, and further preferably 3000 to 8000. By setting it within this range, a good dissolution rate in an alkaline developer can be obtained, which is preferable from the viewpoint of high resolution. When the mass average molecular weight is lower within this range, good characteristics tend to be obtained.
In addition, the dispersity (Mw / Mn) in the component (A2-2-20) before purification is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably 1.0 to 2.5.

(A2−2)成分を用いる場合、上記(A2−2−20)成分の1種又は2種以上を混合して用いることができる。
ただし、(A2−2−20)成分を用いる場合、(A2−2)成分中に含まれる(A2−2−20)成分の割合は、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが特に好ましい。
When the component (A2-2) is used, one or more of the above components (A2-2-20) can be mixed and used.
However, when the component (A2-2-20) is used, the proportion of the component (A2-2-20) contained in the component (A2-2) is preferably 40% by mass or more, and 50% by mass or more. It is more preferable that it is 60 mass% or more.

(A2−2−10)成分又は(A2−2−20)成分は、いずれも、例えば国際公開第2004/076495号パンフレットに記載の方法、各構成単位を誘導するモノマーを常法によりラジカル重合する方法等により合成することができる。   Either the component (A2-2-10) or the component (A2-2-20) is radically polymerized by, for example, a method described in, for example, International Publication No. 2004/076495, a monomer for deriving each constituent unit by a conventional method. It can be synthesized by a method or the like.

(A2−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、(A2−2)成分は、(A2−2−10)成分、(A2−2−20)成分以外に、従来のネガ型レジスト組成物に用いられている他の高分子化合物(ヒドロキシスチレン樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂など)等を用いることもできる。
(A2-2) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
In addition to the (A2-2-10) component and the (A2-2-20) component, the (A2-2) component includes other polymer compounds (hydroxystyrene) used in conventional negative resist compositions. Resin, novolac resin, acrylic resin, etc.) can also be used.

第二のレジスト材料中、(A2)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。   In the second resist material, the content of the component (A2) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<(S2)成分>
(S2)成分としては、(A2)成分を溶解し且つ前記(A1)成分を溶解しないものであり、均一な溶液として第二のレジスト材料を調製することができるものであればよく、なかでも、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、および水酸基を有さないエーテル系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、第二のレジスト材料の塗布性や経時に伴う液安定性が良好であることから、アルコール系有機溶剤が特に好ましい。
(S2)成分として好適なアルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤については、上述した(W)成分についての説明におけるアルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤とそれぞれ同様である。
(S2)成分は、単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
(S2)成分の使用量は、特に限定されるものではなく、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定され、一般的には、第二のレジスト材料の固形分濃度が0.5〜20質量%、好ましくは1〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
<(S2) component>
The component (S2) may be any component that dissolves the component (A2) and does not dissolve the component (A1), and can prepare the second resist material as a uniform solution. It is preferably at least one selected from the group consisting of alcohol-based organic solvents, fluorine-based organic solvents, and ether-based organic solvents that do not have a hydroxyl group. Alcohol-based organic solvents are particularly preferred because of their good stability.
(S2) Alcohol-based organic solvents, fluorine-based organic solvents, and ether-based organic solvents that do not have a hydroxyl group as the component are the alcohol-based organic solvent, fluorine-based organic solvent, and hydroxyl group in the description of the component (W). It is the same as the ether-based organic solvent that does not have any.
(S2) A component may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
The amount of the component (S2) used is not particularly limited, is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. In general, the solid content concentration of the second resist material Is used in a range of 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 15% by mass.

第二のレジスト材料には、さらに所望により混和性のある添加剤、たとえばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   The second resist material further includes miscible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, surfactants for improving coatability, dissolution inhibitors, plasticizers, Stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added as appropriate.

≪樹脂の精製方法≫
本発明の「樹脂の精製方法」は、上述した本発明のレジストパターン形成方法にて前記樹脂(A1)を精製する方法であり、第一のレジスト材料に配合される前記樹脂(A1)を、該樹脂(A1)を溶解せず且つ前記樹脂(A2)を溶解する有機溶剤(W)を含有する洗浄液で洗浄する方法と同じである。具体的には、たとえば上述した精製方法(1)〜(3)が挙げられる。
≪Resin purification method≫
The “resin purification method” of the present invention is a method of purifying the resin (A1) by the above-described resist pattern forming method of the present invention, and the resin (A1) blended in the first resist material, This is the same as the method of washing with a washing solution containing an organic solvent (W) that does not dissolve the resin (A1) and dissolves the resin (A2). Specifically, for example, the above-described purification methods (1) to (3) can be mentioned.

後述の図1で示すように、樹脂(A1)の精製品は、精製前に比べて高分子量化している。これは、有機溶剤(W)を含有する洗浄液で樹脂(A1)を洗浄することにより、樹脂(A1)に含まれている未反応モノマー及び低分子量体等の不純物が除去されるため、と考えられる。
ダブルパターニングプロセスにおいては、第一のレジストパターンが形成された支持体上に、第二のレジスト材料が塗布されると、第一のレジストパターンに含まれる前記不純物の存在が、第二のレジスト材料に配合されている有機溶剤(S2)に対する第一のレジストパターンの溶解性を高くしているため、第一のレジストパターンは膜減り等を生じて、レジストパターン形状やリソグラフィー特性が悪くなる、と推測される。
本発明においては、樹脂(A1)を前記洗浄液で洗浄して、樹脂(A1)から前記不純物が予め除去されているため、2回目以降のパターニングに用いられるレジスト材料に配合される有機溶剤に第一のレジストパターンが溶解されにくい。そのため、本発明のレジストパターン形成方法によれば、2回目以降のパターニングの影響を受けにくいレジストパターンを形成できる。そして、これにより膜減りが抑制され、レジストパターン形状、リソグラフィー特性の良好なレジストパターンが形成される。
As shown in FIG. 1 described later, the purified product of the resin (A1) has a higher molecular weight than before purification. This is thought to be because impurities such as unreacted monomers and low molecular weight substances contained in the resin (A1) are removed by washing the resin (A1) with a washing solution containing an organic solvent (W). It is done.
In the double patterning process, when the second resist material is applied onto the support on which the first resist pattern is formed, the presence of the impurities contained in the first resist pattern Since the solubility of the first resist pattern in the organic solvent (S2) blended in is increased, the first resist pattern is reduced in film thickness and the like, and the resist pattern shape and lithography characteristics are deteriorated. Guessed.
In the present invention, since the impurities are previously removed from the resin (A1) by washing the resin (A1) with the cleaning liquid, the organic solvent mixed in the resist material used for the second and subsequent patterning is added to the organic solvent. One resist pattern is difficult to dissolve. Therefore, according to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to form a resist pattern that is not easily affected by the second and subsequent patterning. Thus, film loss is suppressed, and a resist pattern having a good resist pattern shape and lithography characteristics is formed.

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

<樹脂の精製>
比較例1、2の樹脂は、下記合成法により得られた樹脂である。
実施例1〜4の樹脂は、以下に示す精製方法により処理された精製高分子化合物である。ただし、実施例3、4は参考例である。
<Purification of resin>
The resins of Comparative Examples 1 and 2 are resins obtained by the following synthesis method.
The resins of Examples 1 to 4 are purified polymer compounds treated by the purification method shown below. However, Examples 3 and 4 are reference examples.

(比較例1、2)
温度計、還流管を繋いだ3つ口フラスコ内で、下記モノマー(1)〜(3)を、PGMEAに溶解させ、さらに重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)を添加して溶解させた。これを窒素雰囲気下、1時間かけて、80℃に加熱したPGMEA中で滴下重合させた後、メタノールを用いて再沈精製を行い、下記化学式(A1−1−11)で表される構造を有する樹脂(1)、樹脂(2)をそれぞれ得た。
GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)、およびカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))を下記表1に示す。
(Comparative Examples 1 and 2)
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, the following monomers (1) to (3) are dissolved in PGMEA, and further dimethyl azobisisobutyrate (V-601) is added and dissolved as a polymerization initiator. It was. This was dropped and polymerized in PGMEA heated to 80 ° C. over 1 hour in a nitrogen atmosphere, and then reprecipitation purification was performed using methanol to obtain a structure represented by the following chemical formula (A1-1-11). Resin (1) and Resin (2) were obtained.
Standard polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw), molecular weight dispersity (Mw / Mn) determined by GPC measurement, and copolymer composition ratio determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) (in the chemical formula) Table 1 below shows the ratio (molar ratio) of each structural unit.

Figure 0005764297
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Figure 0005764297
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(実施例1)
前記樹脂(1)30gをメチルエチルケトン(MEK)90gに溶解した。次いで、このMEK溶液を1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)600gに滴下した。その後、沈殿してきた白色粉体をろ別、乾燥し、目的物である精製高分子化合物1を得た。
この精製高分子化合物1について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)は10500であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.44であった。また、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))は、a2/a1/a3=51.5/30.7/17.8であった。
Example 1
30 g of the resin (1) was dissolved in 90 g of methyl ethyl ketone (MEK). Subsequently, this MEK solution was added dropwise to 600 g of 1-butoxy-2-propanol (PGB). Thereafter, the precipitated white powder was filtered off and dried to obtain a purified polymer compound 1 as a target product.
With respect to this purified polymer compound 1, the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 10500, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.44. The copolymer composition ratio (ratio of each structural unit in the chemical formula (molar ratio)) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) was a2 / a1 / a3 = 51.5 / 30. 7 / 17.8.

(実施例2)
前記樹脂(1)30gをメチルエチルケトン(MEK)90gに溶解した。次いで、このMEK溶液を、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)540gとPGMEA 60gとの混合溶媒に滴下した。その後、沈殿してきた白色粉体をろ別、乾燥し、目的物である精製高分子化合物2を得た。
この精製高分子化合物2について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)は11000であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.44であった。また、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))は、a2/a1/a3=52.5/29.8/17.7であった。
(Example 2)
30 g of the resin (1) was dissolved in 90 g of methyl ethyl ketone (MEK). Next, this MEK solution was added dropwise to a mixed solvent of 540 g of 1-butoxy-2-propanol (PGB) and 60 g of PGMEA. Thereafter, the precipitated white powder was filtered off and dried to obtain a purified polymer compound 2 as a target product.
With respect to this purified polymer compound 2, the standard polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) determined by GPC measurement was 11000, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.44. The copolymer composition ratio (ratio of each structural unit in the chemical formula (molar ratio)) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) is a2 / a1 / a3 = 52.5 / 29 8 / 17.7.

(実施例3)
前記樹脂(1)30gに、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)540gとPGMEA60gとを加えて30分間撹拌した。その後、白色粉体をろ別、乾燥し、目的物である精製高分子化合物3を得た。
この精製高分子化合物3について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)は7600であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.54であった。また、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))は、a2/a1/a3=49.0/32.7/18.3であった。
(Example 3)
To 30 g of the resin (1), 540 g of 1-butoxy-2-propanol (PGB) and 60 g of PGMEA were added and stirred for 30 minutes. Thereafter, the white powder was filtered off and dried to obtain the purified polymer compound 3 as the target product.
With respect to this purified polymer compound 3, the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7600, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.54. The copolymer composition ratio (ratio of each structural unit in the chemical formula (molar ratio)) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) is a2 / a1 / a3 = 49.0 / 32 0.7 / 18.3.

(実施例4)
前記樹脂(1)30gに、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)540gとPGMEA60gとMEK90gとを加えて30分間撹拌した。その後、白色粉体をろ別、乾燥し、目的物である精製高分子化合物4を得た。
この精製高分子化合物4について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)は8000であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.55であった。また、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))は、a2/a1/a3=49.4/32.4/18.2であった。
Example 4
To 30 g of the resin (1), 540 g of 1-butoxy-2-propanol (PGB), 60 g of PGMEA, and 90 g of MEK were added and stirred for 30 minutes. Thereafter, the white powder was filtered and dried to obtain a purified polymer compound 4 which was the target product.
With respect to this purified polymer compound 4, the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 8,000, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.55. Further, the copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the chemical formula) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) is a2 / a1 / a3 = 49.4 / 32 4 / 18.2.

表1に、各例の樹脂における構成単位の割合(モル比)、質量平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)を示す。
また、比較例1の高分子化合物と、実施例1、2の精製方法を行った高分子化合物とについて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したクロマトグラムを図1に示す。
Table 1 shows the proportion (molar ratio) of the structural units, the mass average molecular weight (Mw), and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) in the resin of each example.
Moreover, the chromatogram measured by the gel permeation chromatography (GPC) about the high molecular compound of the comparative example 1 and the high molecular compound which performed the purification method of Example 1, 2 is shown in FIG.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

表1及び図1より、実施例1、2の精製方法により精製された精製高分子化合物1、2は、比較例1の未処理の樹脂(1)に比べて高分子量化していることが分かる。
また、実施例3、4の精製方法により精製された精製高分子化合物3、4も、比較例1の未処理の樹脂(1)に比べて高分子量化していることが分かる。
実施例1〜4の対比から、有機溶剤(S1)にいったん溶解した樹脂溶液(液体)を有機溶剤(W)に滴下して洗浄する方が、当該樹脂自体(固体)を有機溶剤(W)に分散して洗浄するよりも、より高分子量化していることが分かる。これは、樹脂溶液(液体)とした方がより均一に洗浄されるため、と考えられる。
From Table 1 and FIG. 1, it can be seen that the purified polymer compounds 1 and 2 purified by the purification method of Examples 1 and 2 are higher in molecular weight than the untreated resin (1) of Comparative Example 1. .
It can also be seen that the purified polymer compounds 3 and 4 purified by the purification methods of Examples 3 and 4 also have a higher molecular weight than the untreated resin (1) of Comparative Example 1.
From the comparison of Examples 1 to 4, the resin solution (liquid) once dissolved in the organic solvent (S1) was dropped into the organic solvent (W) and washed, and the resin itself (solid) was washed with the organic solvent (W). It can be seen that the polymer has a higher molecular weight than that obtained by dispersing and washing. This is considered because the resin solution (liquid) is more uniformly washed.

<第一のレジスト材料の調製>
表2に示す各成分を混合して溶解し、第一のレジスト材料としてポジ型の化学増幅型レジスト組成物を調製した。
<Preparation of first resist material>
Each component shown in Table 2 was mixed and dissolved to prepare a positive chemically amplified resist composition as a first resist material.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

表2中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A1)−1:前記樹脂(1)。
(A1)−2:前記樹脂(2)。
(A1)−3:前記精製高分子化合物1。
(A1)−4:前記精製高分子化合物2。
(A1)−5:前記精製高分子化合物3。
(A1)−6:前記精製高分子化合物4。
(B)−1:下記化学式(B1)で表される化合物からなる酸発生剤。
(B)−2:下記化学式(B2)で表される化合物からなる酸発生剤。
Each abbreviation in Table 2 has the following meaning. Moreover, the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(A1) -1: the resin (1).
(A1) -2: the resin (2).
(A1) -3: The purified polymer compound 1.
(A1) -4: The purified polymer compound 2.
(A1) -5: The purified polymer compound 3.
(A1) -6: The purified polymer compound 4.
(B) -1: An acid generator comprising a compound represented by the following chemical formula (B1).
(B) -2: An acid generator composed of a compound represented by the following chemical formula (B2).

Figure 0005764297
Figure 0005764297

(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(E)−1:サリチル酸。
(S)−1:PGMEAとPGMEとの混合溶剤(PGMEA:PGME=6:4(質量比))。
(D) -1: tri-n-pentylamine.
(E) -1: salicylic acid.
(S) -1: Mixed solvent of PGMEA and PGME (PGMEA: PGME = 6: 4 (mass ratio)).

<レジスト膜での膜減り評価>
8インチのシリコンウェーハ上に、上記第一のレジスト材料を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で、150℃で60秒間のハードベークを行い、乾燥することにより、膜厚90nmのレジスト膜(第一のレジスト膜)を形成した。
次いで、前記第一のレジスト膜の全面に、1−ブトキシ−2−プロパノール(PGB)3gを滴下して60秒間静置した。
その後、スピンコートすることによって振り切り乾燥を行い、第一のレジスト膜の膜厚をNanospec 6100A(ナノメトリクス社製)を用いることにより測定し、下記の基準に基づいて、レジスト膜での膜減り評価を行った。その結果を表3に示す。
(基準)
◎:初期の膜厚90nmからの膜減りがほとんど認められなかった。
○:初期の膜厚90nmからの膜減り量が3nm未満であった。
×:初期の膜厚90nmからの膜減り量が3nm以上であった。
<Evaluation of film reduction with resist film>
The first resist material is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, hard-baked on a hot plate at 150 ° C. for 60 seconds, and dried to obtain a resist having a thickness of 90 nm. A film (first resist film) was formed.
Next, 3 g of 1-butoxy-2-propanol (PGB) was dropped on the entire surface of the first resist film and allowed to stand for 60 seconds.
Thereafter, spin-drying is performed by spin coating, and the film thickness of the first resist film is measured by using Nanospec 6100A (manufactured by Nanometrics), and film reduction evaluation in the resist film is performed based on the following criteria. Went. The results are shown in Table 3.
(Standard)
(Double-circle): The film reduction from the initial film thickness of 90 nm was hardly recognized.
A: The amount of film reduction from the initial film thickness of 90 nm was less than 3 nm.
X: The amount of film reduction from the initial film thickness of 90 nm was 3 nm or more.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

表3の結果より、予め精製した樹脂を含有するレジスト材料(3)〜(6)を用いた試験例3〜6は、膜減りの発生が抑制されていることが確認できた。
試験例2と試験例3、4との対比から、膜減りの発生が抑制されるのは、主として、樹脂の質量平均分子量に起因するものではないことが分かる。
試験例3〜6の対比から、樹脂をいったん溶解して精製を行った方が、膜減りの発生がより抑制されることが分かる。
From the results of Table 3, it was confirmed that in Test Examples 3 to 6 using the resist materials (3) to (6) containing a previously purified resin, the occurrence of film reduction was suppressed.
From the comparison between Test Example 2 and Test Examples 3 and 4, it can be seen that the occurrence of film reduction is not mainly due to the mass average molecular weight of the resin.
From the comparison of Test Examples 3 to 6, it can be seen that once the resin is dissolved and purified, the occurrence of film loss is further suppressed.

<レジストパターンの形成>
有機系反射防止膜組成物「ARC95」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチのシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で、205℃で60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚90nmの有機系反射防止膜を形成した。
該有機系反射防止膜上に、上記レジスト材料(1)、(3)、(4)を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で、120℃で60秒間のプレベーク(PAB)を行い、乾燥することにより、膜厚100nmのレジスト膜(第一のレジスト膜)を形成した。
次に、それぞれの前記第一のレジスト膜上に、保護膜形成用塗布液「TILC−057」(商品名、東京応化工業株式会社製)を、スピンナーを用いて塗布し、90℃で60秒間加熱することにより、膜厚35nmのトップコートを形成した。
次に、該トップコートが形成された第一のレジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S609B(ニコン社製;NA(開口数)=1.07,Dipole(0.78/0.97))により、ライン幅50nm/ピッチ100nmのラインアンドスペースのレジストパターン(L/Sパターン)をターゲットとするフォトマスク(6%ハーフトーン)を介して、前記第一のレジスト膜に対してArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
そして、110℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて10秒間のアルカリ現像を行った。
その結果、前記第一のレジスト膜に、幅50nmのラインが等間隔(ピッチ100nm)に配置されたL/Sパターンが形成された。かかるL/Sパターンの形成における最適露光量Eop(mJ/cm、感度)をそれぞれ求めた。その結果を表4に示す。
<Formation of resist pattern>
An organic antireflection film composition “ARC95” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thereby, an organic antireflection film having a thickness of 90 nm was formed.
On the organic antireflection film, the resist materials (1), (3) and (4) are respectively applied using a spinner, and pre-baked (PAB) at 120 ° C. for 60 seconds on a hot plate. By drying, a resist film (first resist film) having a film thickness of 100 nm was formed.
Next, a protective film-forming coating solution “TILC-057” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied onto each of the first resist films using a spinner, and is heated at 90 ° C. for 60 seconds. By heating, a top coat having a film thickness of 35 nm was formed.
Next, an ArF exposure apparatus NSR-S609B (Nikon Corp .; NA (numerical aperture) = 1.07, Dipole (0.78 / 0.97)) is applied to the first resist film on which the top coat is formed. The ArF excimer laser is applied to the first resist film through a photomask (6% halftone) targeting a line-and-space resist pattern (L / S pattern) with a line width of 50 nm / pitch of 100 nm. (193 nm) was selectively irradiated.
Then, a post-exposure heating (PEB) treatment was performed at 110 ° C. for 60 seconds, and a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (trade name, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) at 23 ° C. For 10 seconds.
As a result, an L / S pattern in which lines with a width of 50 nm were arranged at equal intervals (pitch of 100 nm) was formed on the first resist film. The optimum exposure dose Eop (mJ / cm 2 , sensitivity) in forming the L / S pattern was determined. The results are shown in Table 4.

このようにして形成されたL/Sパターンについて、残膜量、露光余裕度(ELマージン)、ラインワイズラフネス(LWR)、ラインエッジラフネス(LER)をそれぞれ評価した。それらの結果を表4に示す。   The L / S pattern thus formed was evaluated for the remaining film amount, exposure margin (EL margin), line width roughness (LWR), and line edge roughness (LER). The results are shown in Table 4.

[残膜量]
残膜量は、SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧800V、商品名:S−9220、日立製作所社製)の断面写真から求めた。
[Residual film amount]
The amount of remaining film was determined from a cross-sectional photograph of SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 800 V, trade name: S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.).

[露光余裕度(ELマージン)]
前記Eopで、L/Sパターンのラインがターゲット寸法(ライン幅50nm)の±5%(47.5nm〜52.5nm)の範囲内で形成される際の露光量を求め、次式によりELマージン(単位:%)を求めた。
ELマージン(%)=(|E1−E2|/Eop)×100
E1:ライン幅47.5nmのL/Sパターンが形成された際の露光量(mJ/cm
E2:ライン幅52.5nmのL/Sパターンを形成された際の露光量(mJ/cm
なお、ELマージンは、その値が大きいほど、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さいことを示す。
[Exposure margin (EL margin)]
In Eop, the exposure amount when the line of the L / S pattern is formed within a range of ± 5% (47.5 nm to 52.5 nm) of the target dimension (line width 50 nm) is obtained. (Unit:%) was determined.
EL margin (%) = (| E1-E2 | / Eop) × 100
E1: Exposure amount when an L / S pattern having a line width of 47.5 nm was formed (mJ / cm 2 )
E2: exposure amount (mJ / cm 2 ) when an L / S pattern having a line width of 52.5 nm was formed
Note that the larger the value of the EL margin, the smaller the change amount of the pattern size accompanying the change in the exposure amount.

[ラインワイズラフネス(LWR)]
前記Eopにて形成されたライン幅50nm、ピッチ100nmのL/Sパターンにおいて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧800V、商品名:S−9220、日立製作所社製)により、ライン幅を、1個のラインの長手方向に400箇所測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を求め、そのなかで5個のラインの3sについて平均化した値を、LWRを示す尺度として算出した。
この3sの値が小さいほど、その線幅のラフネスが小さく、より均一幅のL/Sパターンが形成されたことを意味する。
[Line width roughness (LWR)]
In the L / S pattern with a line width of 50 nm and a pitch of 100 nm formed by the Eop, the line width was measured by a length measurement SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 800 V, trade name: S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.). 400 points are measured in the longitudinal direction of one line, and the standard deviation (s) is multiplied by 3 (3 s) from the result, and the average value of 3 s of 5 lines is calculated as LWR. Calculated as a measure of indication.
The smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, which means that an L / S pattern having a more uniform width is formed.

[ラインエッジラフネス(LER)]
L/Sパターンのラインごとの寸法ばらつきを評価した。
具体的には、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧800V、商品名:S−9220、日立製作所社製)により、16個のラインのライン幅を計測し、その結果から算出した標準偏差(s)の3倍値(3s)を求めた。
このようにして求められる3sは、その値が小さいほどラフネスが小さく、均一な幅のL/Sパターンが得られたことを意味する。
[Line edge roughness (LER)]
The dimensional variation for each line of the L / S pattern was evaluated.
Specifically, the line width of 16 lines was measured with a length measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 800 V, trade name: S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the standard deviation calculated from the results was measured. The triple value (3s) of (s) was determined.
3s obtained in this way means that the smaller the value is, the smaller the roughness is, and an L / S pattern having a uniform width is obtained.

Figure 0005764297
Figure 0005764297

表4の結果から、予め精製した樹脂を含有するレジスト材料(3)、(4)を用いた試験例8、9は、未処理の樹脂を含有するレジスト材料(1)を用いた試験例7に比べて、残膜量が多いことから膜減りが抑制されており、ELマージンが良好で、LWR及びLERがいずれも低減していることが確認できた。
なお、レジスト材料(6)について同様の評価を行ったところ、ELマージンは試験例8〜9と比較して同程度に良好であったが、LWR及びLERがいずれも劣っていた。
これは、レジスト材料(3)、(4)においては、樹脂の精製によってモノマー、オリゴマー等の不純物が除去され且つ分子量分散度の小さい樹脂が配合されているため、と考えられる。
From the results of Table 4, Test Examples 8 and 9 using the resist material (3) and (4) containing a previously purified resin are Test Example 7 using the resist material (1) containing an untreated resin. In comparison with, the amount of remaining film was large, so that film loss was suppressed, the EL margin was good, and it was confirmed that both LWR and LER were reduced.
When the same evaluation was performed on the resist material (6), the EL margin was as good as that of Test Examples 8 to 9, but both LWR and LER were inferior.
This is presumably because, in the resist materials (3) and (4), resins such as monomers and oligomers are removed by refining the resin and a resin having a low molecular weight dispersion is blended.

Claims (8)

支持体上に、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、
前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法であって、
前記樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S4)に該樹脂(A1)が溶解した樹脂(A1)溶液(ただし、該樹脂(A1)の重合溶液を除く)を、該樹脂(A1)を溶解せず且つ前記樹脂(A2)を溶解する有機溶剤(W)を含有する洗浄液で洗浄することにより精製した該樹脂(A1)を、前記第一のレジスト材料に配合することを特徴とするレジストパターン形成方法。
A first resist material that contains a resin (A1) and an organic solvent (S1) that dissolves the resin (A1) and whose solubility in an alkali developer changes upon exposure is applied to the support. Forming a first resist film, selectively exposing the first resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern;
Containing the resin (A2) and an organic solvent (S2) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1) on the support on which the first resist pattern is formed; To apply a second resist material whose solubility in an alkaline developer is changed to form a second resist film, selectively expose the second resist film, and develop an alkali to form a resist pattern A resist pattern forming method comprising:
Resin (A1) solution in which the resin (A1) is dissolved in the organic solvent (S4) in which the resin (A1) is dissolved (excluding the polymerization solution of the resin (A1)) is dissolved in the resin (A1). And the resin (A1) purified by washing with a cleaning solution containing an organic solvent (W) that dissolves the resin (A2) is added to the first resist material. Pattern forming method.
前記有機溶剤(S2)および前記有機溶剤(W)が、それぞれ、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、および水酸基を有さないエーテル系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載のレジストパターン形成方法。   The organic solvent (S2) and the organic solvent (W) are each at least one selected from the group consisting of an alcohol-based organic solvent, a fluorine-based organic solvent, and an ether-based organic solvent having no hydroxyl group. Item 2. A resist pattern forming method according to Item 1. 前記第一のレジスト材料が、露光により酸を発生する酸発生剤を含有する化学増幅型レジスト組成物であり、前記樹脂(A1)として、前記酸発生剤から発生する酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する樹脂を含有する請求項1または2に記載のレジストパターン形成方法。   The first resist material is a chemically amplified resist composition containing an acid generator that generates an acid upon exposure, and an alkaline developer by the action of an acid generated from the acid generator as the resin (A1). The resist pattern formation method of Claim 1 or 2 containing resin which the solubility with respect to changes. 前記樹脂(A1)が、アクリル系樹脂である請求項3に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 3, wherein the resin (A1) is an acrylic resin. 前記樹脂(A1)が、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する請求項4に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern formation method according to claim 4, wherein the resin (A1) has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group. 前記樹脂(A1)が、さらに、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a2)を有する請求項5に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 5, wherein the resin (A1) further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group. 前記樹脂(A1)が、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a3)を有する請求項5または6に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 5 or 6, wherein the resin (A1) further has a structural unit (a3) derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. 支持体上に、樹脂(A1)と、該樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S1)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第一のレジスト材料を塗布して第一のレジスト膜を形成し、該第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、
前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、樹脂(A2)と、該樹脂(A2)を溶解し且つ前記樹脂(A1)を溶解しない有機溶剤(S2)とを含有し、露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する第二のレジスト材料を塗布して第二のレジスト膜を形成し、該第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程と、を含むレジストパターン形成方法にて前記樹脂(A1)を精製する方法であり、
前記樹脂(A1)を溶解する有機溶剤(S4)に該樹脂(A1)が溶解した樹脂(A1)溶液(ただし、該樹脂(A1)の重合溶液を除く)を、フッ素系有機溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤、および、常圧下における沸点が80〜250℃のアルコール系有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1種を含有する有機溶剤で洗浄することを特徴とする樹脂の精製方法。
A first resist material that contains a resin (A1) and an organic solvent (S1) that dissolves the resin (A1) and whose solubility in an alkali developer changes upon exposure is applied to the support. Forming a first resist film, selectively exposing the first resist film, and performing alkali development to form a first resist pattern;
Containing the resin (A2) and an organic solvent (S2) that dissolves the resin (A2) and does not dissolve the resin (A1) on the support on which the first resist pattern is formed; To apply a second resist material whose solubility in an alkaline developer is changed to form a second resist film, selectively expose the second resist film, and develop an alkali to form a resist pattern And refining the resin (A1) by a resist pattern forming method comprising:
A resin (A1) solution in which the resin (A1) is dissolved in the organic solvent (S4) in which the resin (A1) is dissolved (excluding the polymerization solution of the resin (A1)) , a fluorine- based organic solvent, and a hydroxyl group . Purification of a resin characterized by washing with an organic solvent containing at least one selected from the group consisting of an ether organic solvent that does not have an alcoholic organic solvent having a boiling point of 80 to 250 ° C. under normal pressure Method.
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