JP2010008912A - Resist composition, resist pattern forming method, novel compound, and acid generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レジスト組成物、該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法、レジスト組成物用の酸発生剤として有用である新規な化合物、および酸発生剤に関する。 The present invention relates to a resist composition, a method for forming a resist pattern using the resist composition, a novel compound useful as an acid generator for the resist composition, and an acid generator.
リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のF2エキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to 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 wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been made on F 2 excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like having shorter wavelengths than these excimer lasers.
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化するベース樹脂と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジストが用いられている。たとえばポジ型の化学増幅型レジストは、ベース樹脂として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂と酸発生剤とを含有しており、レジストパターン形成時に、露光により酸発生剤から酸が発生すると、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。 Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material that satisfies such requirements, a chemically amplified resist containing a base resin whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. For example, a positive chemically amplified resist contains, as a base resin, a resin that increases solubility in an alkaline developer by the action of an acid and an acid generator. When the acid is generated, the exposed portion becomes soluble in the alkaline developer.
これまで、化学増幅型レジストのベース樹脂としては、KrFエキシマレーザー(248nm)に対する透明性が高いポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水酸基を酸解離性の溶解抑制基で保護した樹脂(PHS系樹脂)が用いられてきた。しかし、PHS系樹脂は、ベンゼン環等の芳香環を有するため、248nmよりも短波長、たとえば193nmの光に対する透明性が充分ではない。そのため、PHS系樹脂をベース樹脂成分とする化学増幅型レジストは、たとえば193nmの光を用いるプロセスでは解像性が低いなどの欠点がある。そのため、現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、一般的に(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)が用いられている。ポジ型の場合、かかる樹脂としては、脂肪族多環式基を含有する第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を含む(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位、例えば2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート等から誘導される構成単位を有する樹脂が主に用いられている(たとえば、特許文献1参照)。
なお、「(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。「(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。
Up to now, as the base resin for chemically amplified resist, polyhydroxystyrene (PHS), which is highly transparent to KrF excimer laser (248 nm), and a resin whose hydroxyl group is protected with an acid dissociable, dissolution inhibiting group (PHS resin) Has been used. However, since the PHS resin has an aromatic ring such as a benzene ring, the transparency to light having a wavelength shorter than 248 nm, for example, 193 nm, is not sufficient. Therefore, a chemically amplified resist having a PHS-based 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, it has a structural unit generally derived from a (meth) acrylic acid ester in its main chain because of its excellent transparency near 193 nm. Resin (acrylic resin) is used. In the case of the positive type, the resin includes a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester containing a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic polycyclic group, for example, 2-alkyl. Resins having structural units derived from 2-adamantyl (meth) acrylate or the like are mainly used (see, for example, Patent Document 1).
The “(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. “(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.
一方、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用いられている(たとえば、特許文献2参照)。
Currently, an onium salt acid generator having an onium ion such as triphenylsulfonium in the cation portion is used as the acid generator. As the anion moiety of the onium salt-based acid generator, an alkyl sulfonate ion or a fluorinated alkyl sulfonate ion in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a fluorine atom is used (for example, patents). Reference 2).
上述のようなオニウム塩系酸発生剤のアニオン部のなかでも、現在、パーフルオロアルキルスルホン酸イオンが一般的に用いられている。
かかるアニオンのパーフルオロアルキル鎖は、露光後の酸の拡散を抑制するためには長い方が好ましいと考えられる。ところが、炭素数6〜10のパーフルオロアルキル鎖は難分解性であり、生体蓄積性を考慮した取り扱い性の向上のために、ノナフルオロブタンスルホン酸イオン等が用いられている。そのため、レジスト組成物用の酸発生剤としてより有用である新規な化合物に対する要求がある。
また、近年、レジストパターンの微細化はますます進み、パーフルオロアルキルスルホン酸イオンをアニオン部にもつ酸発生剤を含有する、従来のレジスト組成物においては、所望とするリソグラフィー特性が得られにくく、リソグラフィー特性の更なる向上が要望されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レジスト組成物用の酸発生剤として有用である新規な化合物、当該化合物を用いた酸発生剤、当該酸発生剤を含有するレジスト組成物およびこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
Among the anion moieties of the onium salt acid generators as described above, perfluoroalkylsulfonic acid ions are generally used at present.
It is considered that a longer perfluoroalkyl chain of such an anion is preferable in order to suppress acid diffusion after exposure. However, perfluoroalkyl chains having 6 to 10 carbon atoms are hardly decomposable, and nonafluorobutanesulfonic acid ions or the like are used for improving handling properties considering bioaccumulation. Therefore, there is a need for new compounds that are more useful as acid generators for resist compositions.
Further, in recent years, the miniaturization of resist patterns has further progressed, and in conventional resist compositions containing an acid generator having perfluoroalkylsulfonic acid ions in the anion portion, it is difficult to obtain desired lithography characteristics, There is a need for further improvements in lithography properties.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a novel compound useful as an acid generator for a resist composition, an acid generator using the compound, and a resist composition containing the acid generator It is an object to provide an object and a resist pattern forming method using the same.
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。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するレジスト組成物であって、前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)を含有することを特徴とするレジスト組成物である。 That is, the first aspect of the present invention is a resist composition comprising a base material component (A) whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. The acid generator component (B) is a resist composition containing an acid generator (B1) composed of a compound represented by the following general formula (b1-1).
本発明の第二の態様は、支持体上に、前記第一の態様のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of forming a resist film on a support using the resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and an alkali development of the resist film. A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern.
本発明の第三の態様は、下記一般式(b1−1)で表される化合物である。 A third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (b1-1).
本発明の第四の態様は、前記第三の態様の化合物からなる酸発生剤である。 A fourth aspect of the present invention is an acid generator comprising the compound of the third aspect.
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。
また、「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。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「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.
Further, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
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.
“Fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
The “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (polymer, copolymer).
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.
本発明により、レジスト組成物用の酸発生剤として有用である新規な化合物、当該化合物を用いた酸発生剤、当該酸発生剤を含有するレジスト組成物およびこれを用いたレジストパターン形成方法を提供できる。 The present invention provides a novel compound useful as an acid generator for a resist composition, an acid generator using the compound, a resist composition containing the acid generator, and a resist pattern forming method using the compound. it can.
≪レジスト組成物≫
本発明の第一の態様であるレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」という。)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有する。
かかるレジスト組成物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(A)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。
本発明のレジスト組成物は、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。
≪Resist composition≫
The resist composition according to the first aspect of the present invention comprises a base material component (A) whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A)”), and an acid upon exposure. It contains an acid generator component (B) that is generated (hereinafter referred to as “component (B)”).
When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of resist pattern formation, an acid is generated from the component (B), and the acid has a solubility in the alkaline developer of the component (A). Change. As a result, while the solubility of the exposed portion of the resist film in the alkaline developer changes, the solubility of the unexposed portion in the alkaline 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 resist composition of the present invention may be a negative resist composition or a positive resist composition.
<(A)成分>
(A)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有機化合物を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、「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。
前記分子量が500以上の有機化合物は、分子量が500以上2000未満の低分子量の有機化合物(以下「低分子化合物」という。)と、分子量が2000以上の高分子量の樹脂(高分子材料)とに大別される。前記低分子化合物としては、通常、非重合体が用いられる。樹脂(重合体、共重合体)の場合は、「分子量」として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、単に「樹脂」という場合は、分子量が2000以上の樹脂を示すものとする。
(A)成分としては、酸の作用によりアルカリ溶解性が変化する樹脂を用いることができ、酸の作用によりアルカリ溶解性が変化する低分子材料を用いることもできる。
<(A) component>
As the component (A), organic compounds that are usually used as base material components for chemically amplified resists can be used singly or in combination of two or more.
Here, the “base material component” 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.
The organic compound having a molecular weight of 500 or more includes a low molecular weight organic compound having a molecular weight of 500 or more and less than 2000 (hereinafter referred to as “low molecular compound”) and a high molecular weight resin having a molecular weight of 2000 or more (polymer material). Broadly divided. As the low molecular weight compound, a non-polymer is usually used. In the case of a resin (polymer, copolymer), a polystyrene-reduced mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used as the “molecular weight”. Hereinafter, the term “resin” refers to a resin having a molecular weight of 2000 or more.
As the component (A), a resin whose alkali solubility is changed by the action of an acid can be used, and a low molecular weight material whose alkali solubility is changed by the action of an acid can also be used.
本発明のレジスト組成物が「ネガ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としてはアルカリ現像液に可溶性の基材成分が用いられ、さらに、当該ネガ型レジスト組成物には架橋剤が配合される。
かかるネガ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、当該酸が作用して基材成分と架橋剤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。
ネガ型レジスト組成物の(A)成分としては、通常、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下「アルカリ可溶性樹脂」という。)が用いられる。
アルカリ可溶性樹脂としては、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)アクリル酸の低級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、特開2005−336452号公報または特開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樹脂が、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成でき、好ましい。なお、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。
架橋剤としては、例えば、通常は、メチロール基またはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤を用いると、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。架橋剤の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対し、1〜50質量部であることが好ましい。
When the resist composition of the present invention is a “negative resist composition”, a base component that is soluble in an alkali developer is used as the component (A), and the negative resist composition further includes a crosslinking agent. Blended.
In such a negative resist composition, when an acid is generated from the component (B) by exposure, the acid acts to cause crosslinking between the base material component and the crosslinking agent, resulting in poor solubility in an alkali developer. To do. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film obtained by applying the negative resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion turns into poorly soluble in an alkaline developer, while not yet exposed. Since the exposed portion remains soluble in the alkali developer and does not change, a resist pattern can be formed by alkali development.
As the component (A) of the negative resist composition, a resin that is soluble in an alkali developer (hereinafter referred to as “alkali-soluble resin”) is usually used.
Examples of the alkali-soluble resin include a resin having a unit derived from at least one selected from α- (hydroxyalkyl) acrylic acid or a lower alkyl ester of α- (hydroxyalkyl) acrylic acid, and JP-A-2005-336442. Alternatively, a resin having a fluorinated alcohol disclosed in JP-A-2006-259582 is preferable because it can form a good resist pattern with little swelling. Α- (Hydroxyalkyl) acrylic acid includes 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 1 carbon atom) in the α-position carbon atom. One or both of [alpha] -hydroxyalkylacrylic acids to which (5) hydroxyalkyl groups) are attached.
As the crosslinking agent, for example, it is usually preferable to use an amino crosslinking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group because a good resist pattern with less swelling can be formed. It is preferable that the compounding quantity of a crosslinking agent is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin.
本発明のレジスト組成物が「ポジ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、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基材成分(以下「(A’)成分」という。)が用いられる。
該(A’)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 resist composition of the present invention is a “positive resist composition”, the component (A) is a base material component (hereinafter referred to as “(A ′) component”) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. Is used).
The component (A ′) is hardly soluble in an alkali developer before exposure. 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 resist composition on the support is selectively exposed, the exposed portion becomes insoluble to soluble in an alkaline developer. On the other hand, since the unexposed portion remains hardly soluble in alkali and does not change, a resist pattern can be formed by alkali development.
本発明のレジスト組成物において、(A)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基材成分((A’) 成分)であることが好ましい。すなわち、本発明のレジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であることが好ましい。
該(A’)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成分(A1)(以下「(A1)成分」ということがある。)であってもよく、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(A2)(以下「(A2)成分」ということがある。)であってもよく、又はこれらの混合物であってもよい。
In the resist composition of the present invention, the component (A) is preferably a substrate component ((A ′) component) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. That is, the resist composition of the present invention is preferably a positive resist composition.
The component (A ′) may be a resin component (A1) (hereinafter sometimes referred to as “component (A1)”) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. It may be a low molecular compound component (A2) (hereinafter sometimes referred to as “component (A2)”) that increases the solubility in an alkali developer, or a mixture thereof.
[(A1)成分]
(A1)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種以上混合して使用することができる。
本発明において、(A1)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。
ここで、本明細書および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、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基等が挙げられる。
なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことを意味する。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての低級アルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの低級の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
また、ハロゲン化低級アルキル基として、具体的には、上記「α位の置換基としての低級アルキル基」の水素原子の一部または全部がハロゲン原子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、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
[(A1) component]
As the component (A1), resin components (base resins) that are usually used as base components for chemically amplified resists can be used singly or in combination of two or more.
In the present invention, the component (A1) preferably has a structural unit derived from an acrylate ester.
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 a lower alkyl group and a halogenated lower alkyl group.
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 acrylate ester, as the lower alkyl group as a substituent at the α-position, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, Examples include lower linear or branched alkyl groups such as isopentyl group and neopentyl group.
Specific examples of the halogenated lower alkyl group include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “lower alkyl group as a substituent at the α-position” are substituted with halogen atoms. 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, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group. In view of industrial availability, a hydrogen atom or a methyl group is most preferable.
本発明のレジスト組成物においては、特に、(A1)成分が、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)を有することが好ましい。
また、(A1)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)成分は、構成単位(a1)に加えて、または構成単位(a1)および(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。
In the resist composition of the present invention, it is particularly preferable that the component (A1) has a structural unit (a1) derived from an acrylate ester containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
In addition to the structural unit (a1), the component (A1) preferably further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
The component (A1) is derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) or in addition to the structural units (a1) and (a2). It is preferable to have a structural unit (a3).
・構成単位(a1)について
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)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)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) difficult to dissolve in an alkali developer before dissociation, and dissociates with an acid. It 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。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O)). A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.
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」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。
「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。
また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、炭素数4〜8の第3級アルキル基が好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。
Here, in the present specification and claims, “aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean a group, compound, or the like that does not have aromaticity.
“Aliphatic branched” means having a branched structure having no aromaticity.
The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group.
The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
As the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group, a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and specific examples include a tert-butyl group, a tert-pentyl group, and a tert-heptyl group. .
「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
構成単位(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 monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. .
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、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニ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—) An aliphatic cyclic group such as a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group, and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto. Groups.
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).
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。
R1’,R2’の低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R1’,R2’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.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the acid dissociable, dissolution inhibiting group (p1) is preferably a group represented by the following general formula (p1-1).
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 conventionally proposed in a number of ArF resists and the like. 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).
R17、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。
R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
R19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。
R19が環状の場合は、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R17及びR19が、それぞれ独立に、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であってR19の末端とR17の末端とが結合していてもよい。
この場合、R17とR19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 17 and R 18 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group. In particular, it is preferable that one of R 17 and R 18 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be any of linear, branched or cyclic.
When R 19 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 19 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, one or more polycycloalkanes such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And the like, in which a hydrogen atom is removed. 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 R 17 The end of each may be bonded.
In this case, the R 17, R 19, the oxygen atom to which R 19 is bonded, the cyclic group is formed by the carbon atom having the oxygen atom and R 17 are bonded. The cyclic group is preferably a 4-7 membered ring, and more preferably a 4-6 membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.
構成単位(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.
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。
X1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。
X2は、式(a1−0−1)中のX1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).
Y2の2価の連結基としては、アルキレン基、2価の脂肪族環式基若しくはヘテロ原子を含む2価の連結基、又はこれらの組合せが挙げられる。
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。
Y2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。
Y2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。
Examples of the divalent linking group for Y 2 include an alkylene group, a divalent aliphatic cyclic group, a divalent linking group containing a hetero atom, or a combination thereof.
As the aliphatic cyclic group, those similar to the description 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. .
Y2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−、−NR04−(R04はアルキル基、アシル基等)、−NH−C(=O)−、=N−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−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。 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 -, - NR 04 - (R 04 is an alkyl group, an acyl group, etc.), - NH-C (= O) -, = N -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O -, "- A-O (oxygen atom) -B- (However, A and B are each independently substituted A divalent hydrocarbon group which may have a group.) ”And the like.
Y2の−NR04−において、R04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。
Y2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。
In —NR 04 — of Y 2 , R 04 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
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[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]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(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−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, and 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 - 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 Alkylethylene groups such as CH 3 ) CH 2 —; alkyltrimethylene 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 - , etc. And alkyl alkylene groups such as Le Kill tetramethylene group. 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).
構造中に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 including a ring in the structure 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 includes the chain described above. And a group that is bonded to the terminal of the chain-like aliphatic hydrocarbon group or intervenes 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 are 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、メチレン基又は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 a methylene group or an ethylene group. .
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.
Y2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、アルキレン基とヘテロ原子を含む2価の連結基がより好ましく、アルキレン基とヘテロ原子を含む2価の連結基が特に好ましい。 The divalent linking group for Y 2 is more preferably an alkylene group, a divalent aliphatic cyclic group, or a divalent linking group containing an alkylene group and a hetero atom, and a divalent linking group containing an alkylene group and a hetero atom. The group is particularly preferred.
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).
前記式中、X’は、前記X1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。
R1’、R2’、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R1’、R2’、n、Yと同様のものが挙げられる。
Y2としては、上記一般式(a1−0−2)におけるY2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。 Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.
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)〜(a1−1−7)、式(a1−1−36)〜(a1−1−42)、式(a1−1−47)〜(a1−1−48)、式(a1−3−49)〜(a1−3−56)および式(a1−3−57)〜(a1−3−58)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種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に、式(a1−1−1)〜式(a1−1−5)で表される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(a1−1−36)〜(a1−1−42)で表される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(a1−1−47)〜(a1−1−48)で表される構成単位を包括する下記一般式(a1−1−03)で表されるものおよび下記一般式(a1−1−04)で表されるもの、
式(a1−3−57)〜(a1−3−58)で表される構成単位を包括する下記一般式(a1−3−01)で表されるものおよび下記一般式(a1−3−02)で表されるもの、
式(a1−3−49)〜(a1−3−52)の構成単位を包括する下記一般式(a1−3−03)で表されるもの、
式(a1−3−53)〜(a1−3−56)の構成単位を包括する下記一般式(a1−3−04)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 general formula (a1-1) or (a1-3) is preferable, and specifically, the formula (a1-1-1) to (a1-1-7) and the formula (a1) -1-36) to (a1-1-42), formulas (a1-1-47) to (a1-1-48), formulas (a1-3-49) to (a1-3-56) and formulas ( It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of structural units represented by a1-3-57) to (a1-3-58).
Furthermore, as the structural unit (a1), in particular, the structural unit represented by the following general formula (a1-1-01) including the structural units represented by the formulas (a1-1-1) to (a1-1-5). What will be done,
Represented by the following general formula (a1-1-02) including the structural units represented by formulas (a1-1-36) to (a1-1-42);
What is represented by the following general formula (a1-1-03) including the structural units represented by formulas (a1-1-47) to (a1-1-48) and the following general formula (a1-1-04) ),
What is represented by the following general formula (a1-3-01) including the structural units represented by formulas (a1-3-57) to (a1-3-58) and the following general formula (a1-3-02) ),
Represented by the following general formula (a1-3-03) including the structural units of formulas (a1-3-49) to (a1-3-52);
What is represented by the following general formula (a1-3-04) including the structural units of the formulas (a1-3-53) to (a1-3-56) is also preferable.
一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。
R11の低級アルキル基は、Rにおける低級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、メチル基が最も好ましい。
一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。
R12の低級アルキル基は、Rにおける低級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。hは、1又は2が好ましく、2が最も好ましい。
In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group. h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.
一般式(a1−1−03)において、Rについては上記と同様である。
R13は、炭素数3以上の分岐鎖状のアルキル基であり、炭素数3〜10であることが好ましく、炭素数3〜5であることがより好ましい。R13として具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが最も好ましい。
一般式(a1−1−04)において、R、R13については、一般式(a1−1−03)におけるR、R13とそれぞれ同じである。
tは、0〜3の整数であり、1または2が好ましい。
In general formula (a1-1-03), R is the same as defined above.
R 13 is a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples of R 13 include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like, and an isopropyl group is most preferable.
In general formula (a1-1-04), R and R 13 are the same as R and R 13 in general formula (a1-1-03), respectively.
t is an integer of 0 to 3, preferably 1 or 2.
一般式(a1−3−01)、一般式(a1−3−03)において、Rについては上記と同様である。
R14の低級アルキル基は、Rにおける低級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、メチル基がより好ましい。
aは1〜10の整数であり、1〜5の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。
bは1〜10の整数であり、1〜5の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。
In general formula (a1-3-01) and general formula (a1-3-03), R is the same as described above.
The lower alkyl group for R 14 is the same as the lower alkyl group for R, and is preferably a methyl group or an ethyl group, and more preferably a methyl group.
a is an integer of 1 to 10, an integer of 1 to 5 is preferable, and 1 or 2 is particularly preferable.
b is an integer of 1 to 10, an integer of 1 to 5 is preferable, and 1 or 2 is particularly preferable.
一般式(a1−3−02)、一般式(a1−3−04)において、R、R14、a、bについては、一般式(a1−3−01)におけるR、R14、a、bとそれぞれ同じである。
tは、0〜3の整数であり、1または2が好ましい。
Formula (a1-3-02), in the general formula (a1-3-04), R, R 14 , a, for b, R in the general formula (a1-3-01), R 14, a , b Are the same.
t is an integer of 0 to 3, preferably 1 or 2.
(A1)成分中の構成単位(a1)の合計の含有割合は、(A1)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、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。 The total content of the structural unit (a1) in the component (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). 25-60 mol% is more preferable. 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.
(A1)成分中、一般式(a1−1−01)又は一般式(a1−1−02)で表される構成単位の割合は、(A1)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、15〜70モル%がより好ましく、15〜50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。
(A1)成分中、一般式(a1−1−03)又は一般式(a1−1−04)で表される構成単位の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して20〜70モル%が好ましく、25〜65モル%がより好ましく、30〜50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。
(A1)成分中、一般式(a1−3−01)、(a1−3−02)、(a1−3−03)又は(a1−3−04)で表される構成単位の割合は、(A1)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、5〜30モル%がより好ましく、10〜30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), the proportion of the structural unit represented by the general formula (a1-1-01) or the general formula (a1-1-02) is based on the total of all the structural units constituting the component (A1). 10-80 mol% is preferable, 15-70 mol% is more preferable, 15-50 mol% is further more preferable. 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.
In the component (A1), the proportion of the structural unit represented by the general formula (a1-1-03) or the general formula (a1-1-04) is based on the total of all the structural units constituting the component (A1). 20-70 mol% is preferable, 25-65 mol% is more preferable, and 30-50 mol% is further more preferable. 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.
In the component (A1), the proportion of the structural unit represented by the general formula (a1-3-01), (a1-3-02), (a1-3-03) or (a1-3-04) is ( 5-50 mol% is preferable with respect to the sum total of all the structural units which comprise A1) component, 5-30 mol% is more preferable, and 10-30 mol% is more preferable. 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.
前記一般式(a1−3−01)〜(a1−3−04)で表される構成単位を誘導する各モノマー(以下、まとめて「モノマーW」という。)は、たとえば以下に示す製造方法により製造することができる。 Each monomer (hereinafter collectively referred to as “monomer W”) for deriving the structural units represented by the general formulas (a1-3-01) to (a1-3-04) is produced by, for example, the following production method. Can be manufactured.
モノマーWの製造方法:
塩基の存在下、下記一般式(X−1)で表される化合物(以下「化合物(X−1)」という。)が反応溶媒に溶解した溶液に、下記一般式(X−2)で表される化合物(以下「化合物(X−2)」という。)を添加し、反応させることにより下記一般式(X−3)で表される化合物(以下「化合物(X−3)」という。)を得た後、化合物(X−3)が溶解した溶液に、下記一般式(X−4)で表される化合物を、塩基の存在下で添加し、反応させることにより、モノマーWが得られる。
化合物(X−2)は、たとえば、X11−B−C(=O)−OHと、X2−Hとを反応させることにより得られる。また、化合物(X−2)の代わりに、X11−B−C(=O)−OHと、X2−Hとをそれぞれ別個に用いてもよい。
塩基としては、たとえば水素化ナトリウム、K2CO3、Cs2CO3等の無機塩基;トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピリジン等の有機塩基等が挙げられる。
反応溶媒としては、原料である化合物(X−1)および化合物(X−2)を溶解できるものであればよく、具体的には、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル等が挙げられる。
Monomer W Production Method:
In the presence of a base, a compound represented by the following general formula (X-1) (hereinafter referred to as “compound (X-1)”) dissolved in a reaction solvent is represented by the following general formula (X-2). And a compound represented by the following general formula (X-3) (hereinafter referred to as “compound (X-3)”) by adding and reacting the compound (hereinafter referred to as “compound (X-2)”). Then, the compound represented by the following general formula (X-4) is added to the solution in which the compound (X-3) is dissolved in the presence of a base and reacted, whereby the monomer W is obtained. .
Compound (X-2) can be obtained, for example, by reacting X 11 —B—C (═O) —OH with X 2 —H. Further, instead of the compound (X-2), X 11 —B—C (═O) —OH and X 2 —H may be used separately.
Examples of the base include inorganic bases such as sodium hydride, K 2 CO 3 and Cs 2 CO 3 ; organic bases such as triethylamine, 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and pyridine.
Any reaction solvent may be used as long as it can dissolve the starting compounds (X-1) and (X-2). Specifically, tetrahydrofuran (THF), acetone, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide , Dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile and the like.
前記式中、R、X2、A、Bは、いずれも上記と同じである。
X11、X12およびX13におけるハロゲン原子としては、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。
X12またはX13のハロゲン原子としては、反応性に優れることから、塩素原子、臭素原子が好ましい。
X11としては、反応性に優れることから、臭素原子または塩素原子が好ましい。
上記モノマーWの製造方法は、u=1の場合、前記一般式(a1−3−01)又は(a1−3−02)で表される構成単位を誘導する各モノマーの製造方法を示し、u=0の場合、前記一般式(a1−3−03)又は(a1−3−04)で表される構成単位を誘導する各モノマーの製造方法を示す。
In the formula, R, X 2 , A and B are all the same as described above.
Examples of the halogen atom in X 11 , X 12 and X 13 include a bromine atom, a chlorine atom, an iodine atom and a fluorine atom.
The halogen atom for X 12 or X 13 is preferably a chlorine atom or a bromine atom because of excellent reactivity.
X 11 is preferably a bromine atom or a chlorine atom because of excellent reactivity.
The production method of the monomer W indicates a production method of each monomer that derives the structural unit represented by the general formula (a1-3-01) or (a1-3-02) when u = 1, In the case of = 0, the production method of each monomer for deriving the structural unit represented by the general formula (a1-3-03) or (a1-3-04) is shown.
・構成単位(a2)について
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)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うえ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 an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring. When only the lactone ring is present, it is called a monocyclic group. When it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
When the component (A1) is used for forming a resist film, the lactone cyclic group of the structural unit (a2) increases the adhesion of the resist film to the substrate or has an affinity for a developer containing water. It is effective in raising.
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、γ−ブチロラクトン、メバロニックラクトン等の単環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。
As the structural unit (a2), any unit can be used without any particular limitation.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a monocyclic lactone such as γ-butyrolactone or mevalonic lactone. 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.
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’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
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。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、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。
A”の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のアルキレン基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、−O−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−CH2−、−CH2−S−CH2−等が挙げられる。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as R in the structural unit (a1).
The lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
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 group in which one or more hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group 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.
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom or sulfur atom of A ″ include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, —O—CH 2 —. , -CH 2 -O-CH 2 - , - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.
(A1)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、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)、(a2−2−2)、(a2−2−9)、(a2−2−10)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)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), as the structural unit (a2), one type of structural unit may be used, 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 (a2) -3) At least 1 sort (s) selected from the group which consists of a structural unit represented by 3) is more preferable. Among them, chemical formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-2), (a2-2-9), (a2-2-10) ), (A2-3-1), (a2-3-2), (a2-3-9) and (a2-3-10) at least one selected from the group consisting of structural units It is preferable to use it.
(A1)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A1)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、10〜55モル%がより好ましく、20〜55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) is preferably from 5 to 60 mol%, more preferably from 10 to 55 mol%, more preferably from 20 to 55, based on the total of all structural units constituting the component (A1). More preferred is mol%. 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)について
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)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)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、水酸基が特に好ましい。
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、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、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。該多環式基の炭素数は7〜30であることが好ましい。
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) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Contributes to improvement.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom, and the like, and 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 polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). It is done. As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones. The polycyclic group preferably has 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、下記式(a3−1)で表される構成単位、下記式(a3−2)で表される構成単位、下記式(a3−3)で表される構成単位、下記式(a3−4)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 following formula (a3-2), and the following formula The structural unit represented by (a3-3) and the structural unit represented by the following formula (a3-4) are preferred.
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、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
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 3-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.
式(a3−4)中、d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。水酸基の結合位置は、特に限定されず、d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2位が好ましい。d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。 In formula (a3-4), d is preferably 1 or 2, and more preferably 1. The bonding position of the hydroxyl group is not particularly limited. When d is 1, the 2nd position is preferable because it is readily available and inexpensive. When d is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.
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)成分中の構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%であることがより好ましく、5〜25モル%であることがさらに好ましい。下限値以上とすることにより、構成単位(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.
The proportion of the structural unit (a3) in the component (A1) is preferably 5 to 50 mol%, and preferably 5 to 40 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1). Is more preferable, and it is further more preferable that it is 5-25 mol%. 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.
・構成単位(a4)について
(A1)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)〜(a3)以外の他の構成単位(a4)を含んでいてもよい。
構成単位(a4)は、上述の構成単位(a1)〜(a3)に分類されない他の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(好ましくはArF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。
構成単位(a4)としては、例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などが好ましい。該多環式基は、例えば、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、トリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、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)の構造のものを例示することができる。
-About structural unit (a4) (A1) component may contain other structural units (a4) other than the said structural units (a1)-(a3) in the range which does not impair the effect of this invention.
The structural unit (a4) is not particularly limited as long as it is another structural unit that is not classified into the structural units (a1) to (a3) described above, and is for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably ArF excimer). A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as lasers.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group is preferable. 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 tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl 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).
かかる構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜30モル%が好ましく、10〜20モル%がより好ましい。 When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1). 20 mol% is more preferable.
本発明において、(A1)成分は、構成単位(a1)を有する高分子化合物が好ましく、かかる高分子化合物としては、たとえば、構成単位(a1)および構成単位(a2)からなる共重合体、構成単位(a1)および構成単位(a3)からなる共重合体;構成単位(a1)、構成単位(a2)および構成単位(a3)からなる共重合体;構成単位(a1)、構成単位(a2)、構成単位(a3)および構成単位(a4)からなる共重合体が例示できる。 In the present invention, the component (A1) is preferably a polymer compound having the structural unit (a1). Examples of the polymer compound include a copolymer comprising the structural unit (a1) and the structural unit (a2), Copolymer comprising unit (a1) and structural unit (a3); copolymer comprising structural unit (a1), structural unit (a2) and structural unit (a3); structural unit (a1), structural unit (a2) And a copolymer composed of the structural unit (a3) and the structural unit (a4).
(A)成分中、(A1)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。
本発明において、(A1)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高分子化合物が好ましい。
In the component (A), as the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present invention, as the component (A1), a polymer compound containing the following combination of structural units is particularly preferable.
式(A1−11)中、R20の低級アルキル基は、Rの低級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く、メチル基が最も好ましい。 In formula (A1-11), the lower alkyl group for R 20 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
前記式(A1−21)中、R13の炭素数3以上の分岐鎖状のアルキル基は、イソプロピル基であることが最も好ましい。
R14の低級アルキル基は、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
aは1〜10の整数であり、1または2が特に好ましく、1が最も好ましい。
bは1〜10の整数であり、1または2が特に好ましく、1が最も好ましい。
In the formula (A1-21), the branched alkyl group having 3 or more carbon atoms of R 13 is most preferably an isopropyl group.
The lower alkyl group for R 14 is preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
a is an integer of 1 to 10, 1 or 2 is particularly preferable, and 1 is most preferable.
b is an integer of 1 to 10, 1 or 2 is particularly preferable, and 1 is most preferable.
(A1)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)、アゾビスイソ酪酸ジメチル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り重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH2−CH2−CH2−C(CF3)2−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(CF3)2−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) is obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
Further, for the component (A1), in the polymerization, a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination, so that the terminal A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. As described above, a copolymer into which a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom is introduced has reduced development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing
(A1)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、特に限定されるものではなく、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000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、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は数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, most preferably 5000 to 20000. preferable. 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) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5. In addition, Mn shows a number average molecular weight.
[(A2)成分]
(A2)成分としては、分子量が500以上2000未満であって、上述の(A1)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。
(A2)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。
[(A2) component]
As the component (A2), a low molecular compound having a molecular weight of 500 or more and less than 2000 and having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a hydrophilic group as exemplified in the description of the component (A1) above is preferable. 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.
The component (A2) is, for example, a part of the hydrogen atom of the hydroxyl group of a low molecular weight phenol compound known as a sensitizer in a non-chemically amplified g-line or i-line resist or a heat resistance improver. Those substituted with a soluble 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.
(A)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。
上記のなかでも、(A)成分としては、(A1)成分を含有することが好ましい。
本発明のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
(A) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among the above, the component (A) preferably contains the component (A1).
In the resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
<(B)成分>
本発明において、(B)成分は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)(以下「(B1)成分」という。)を含有する。
<(B) component>
In this invention, (B) component contains the acid generator (B1) (henceforth "(B1) component") consisting of a compound represented by the following general formula (b1-1).
・(B1)成分のアニオン部について
前記式(b1−1)中、Y11は、置換基を有していてもよい炭素数1〜4のフッ素化アルキル基である。Y11がフッ素化アルキル基であることにより、露光により発生する酸の強度が強くなり、リソグラフィー特性が向上する。
Y11のフッ素化アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよく、直鎖状、分岐鎖状であることが好ましい。
該フッ素化アルキル基の炭素数は1〜4であり、該フッ素化アルキル基におけるアルキル基(フッ素原子で置換される前のもの)としては、たとえば、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、tert−ブチル基などが挙げられる。
該フッ素化アルキル基のフッ素化率(フッ素原子と水素原子との合計数に対するフッ素原子数の割合(%))は、50〜100%が好ましく、80〜100%がより好ましく、85〜100%が特に好ましく、パーフルオロアルキル基であることが最も好ましい。
· (B1) in the the anion moiety of the component formula (b1-1), Y 11 is a fluorinated alkyl group of 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. When Y 11 is a fluorinated alkyl group, the strength of the acid generated by exposure is increased and the lithography properties are improved.
The fluorinated alkyl group for Y 11 may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
The fluorinated alkyl group has 1 to 4 carbon atoms, and examples of the alkyl group (before being substituted with a fluorine atom) in the fluorinated alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. , N-butyl group, tert-butyl group and the like.
The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of the number of fluorine atoms to the total number of fluorine atoms and hydrogen atoms (%)) is preferably 50 to 100%, more preferably 80 to 100%, and more preferably 85 to 100%. Is particularly preferable, and a perfluoroalkyl group is most preferable.
Y11において、該フッ素化アルキル基は置換基を有していてもよい。
フッ素化アルキル基が「置換基を有する」とは、当該フッ素化アルキル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。
当該フッ素化アルキル基が有していてもよい置換基としては、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子を除く。)、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
かかる置換基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−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
かかる置換基のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
In Y 11 , the fluorinated alkyl group may have a substituent.
The term “having a substituent” for a fluorinated alkyl group means that part or all of the hydrogen atom or fluorine atom in the fluorinated alkyl group is substituted with an atom or group other than a hydrogen atom and a fluorine atom. To do.
Examples of the substituent that the fluorinated alkyl group may have include an alkoxy group, a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
As the alkoxy group of the substituent, 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, and a tert-butoxy group are more preferable. A group and an ethoxy group are particularly preferred.
Examples of the halogen atom for the substituent include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
前記式(b1−1)中、Y12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。
該フッ素化アルキレン基の炭素数は1〜4であり、1〜2が特に好ましい。
(B1)成分は「Y11−SO2−」の骨格を有することにより、たとえば炭素数6〜10のパーフルオロアルキル鎖が難分解性であるのに対して、当該骨格は分解性が良好で、生体蓄積性を考慮した取り扱い性がより向上するという効果も得られる。また、レジスト膜内に均一に分布するため好ましい。
In the formula (b1-1), Y 12 is a fluorinated alkylene group of 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent.
Carbon number of this fluorinated alkylene group is 1-4, and 1-2 are especially preferable.
Since the component (B1) has a skeleton of “Y 11 —SO 2 —”, for example, a perfluoroalkyl chain having 6 to 10 carbon atoms is hardly decomposable, whereas the skeleton has good decomposability. Moreover, the effect that the handleability in consideration of the bioaccumulation property is further improved can be obtained. Moreover, since it distributes uniformly in a resist film, it is preferable.
Y12のフッ素化アルキレン基として、具体的には、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2−、−CF(CF2CF3)−、−C(CF3)2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2−、−CF(CF3)CF(CF3)−、−C(CF3)2CF2−、−CF(CF2CF3)CF2−、−CF(CF2CF2CF3)−、−C(CF3)(CF2CF3)−;−CHF−、−CH2CF2−、−CH2CH2CF2−、−CH2CF2CF2−、−CH(CF3)CH2−、−CH(CF2CF3)−、−C(CH3)(CF3)−、−CH2CH2CH2CF2−、−CH2CH2CF2CF2−、−CH(CF3)CH2CH2−、−CH2CH(CF3)CH2−、−CH(CF3)CH(CF3)−、−C(CF3)2CH2−;−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH(CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−CH2CH2CH2CH2−、−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH3)−等が挙げられる。 As fluorinated alkylene group of Y 12, 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 CH 2 CF 2 -, - CH 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.
上記のなかでも、Y12は、フッ素原子で置換されているアルキレン基中の水素原子の数が多いものほど、酸の強度が強くなり、リソグラフィー特性がより向上するため好ましい。
該フッ素化アルキル基のフッ素化率は、70〜100%が好ましく、90〜100%がより好ましく、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であることが最も好ましい。
このようなフッ素化アルキレン基としては、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2−、−CF(CF3)CF(CF3)−、−C(CF3)2CF2−、−CF(CF2CF3)CF2−;−CH2CF2−、−CH2CH2CF2−、−CH2CF2CF2−;−CH2CH2CH2CF2−、−CH2CH2CF2CF2−、−CH2CF2CF2CF2−等を挙げることができる。
これらの中でも、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、又はCH2CF2CF2−が好ましく、−CF2−、−CF2CF2−、又は−CF2CF2CF2−がより好ましく、本発明の効果が特に良好に得られることから、−CF2CF2−が最も好ましい。
Among these, Y 12 is more preferable as the number of hydrogen atoms in the alkylene group substituted with a fluorine atom is larger because the strength of the acid is increased and the lithography properties are further improved.
The fluorination rate of the fluorinated alkyl group is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably a perfluoroalkylene group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
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, and —CF 2 CF 2 — is most preferable because the effects of the present invention can be obtained particularly well.
Y12において、該フッ素化アルキレン基は置換基を有していてもよい。
フッ素化アルキレン基が「置換基を有する」とは、当該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。
当該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、たとえば炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基等が挙げられる。
In Y 12 , the fluorinated alkylene group may have a substituent.
The term “having a substituent” for the fluorinated alkylene group means that part or all of the hydrogen atom or fluorine atom in the fluorinated alkylene group is substituted with an atom or group other than a hydrogen atom and a fluorine atom. To do.
Examples of the substituent that the fluorinated alkylene group may have include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms and a hydroxyl group.
前記式(b1−1)中、Y13は、単結合又は二価の連結基である。
Y13において、二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。
R91〜R93の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[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−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)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
In formula (b1-1), Y 13 represents a single bond or a divalent linking group.
In Y 13 , examples of the divalent linking group 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 —, Alkylethylene groups such as —CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 —; trimethylene group (n-propylene group) [—CH 2 CH 2 CH 2 —]; —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene group and the like; Toramechiren group [-CH 2 CH 2 CH 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; penta And methylene group [—CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —] and the like.
Y13としては、単結合、エステル結合、エステル結合を含む2価の連結基、エーテル結合、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、エステル結合、エーテル結合、−R91−O−、−R92−O−C(=O)−、または−C(=O)−O−R93−O−C(=O)−がより好ましく、エーテル結合が特に好ましい。 Y 13 is preferably a single bond, an ester bond, a divalent linking group containing an ester bond, an ether bond, or a divalent linking group containing an ether bond. Among them, an ester bond, an ether bond, -R 91- O—, —R 92 —O—C (═O) —, or —C (═O) —O—R 93 —O—C (═O) — are more preferred, and an ether bond is particularly preferred.
前記式(b1−1)中、X10は、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の環状の炭化水素基である。
X10の環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、環状の脂肪族炭化水素基であってもよい。また、かかる環状の炭化水素基は、環のみからなる基であってもよく、環と鎖状の基とからなる基であってもよい。
In the formula (b1-1), X 10 is a cyclic hydrocarbon group of 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
The cyclic hydrocarbon group for X 10 may be an aromatic hydrocarbon group or a cyclic aliphatic hydrocarbon group. Further, such a cyclic hydrocarbon group may be a group consisting of only a ring or a group consisting of a ring and a chain group.
X10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。
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。
In X 10, 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, particularly 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. Examples include 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 of 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 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 and 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.
X10における環状の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。
X10において、環状の脂肪族炭化水素基は、当該環状の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(ただし、窒素原子は除く。)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(ただし、窒素原子は除く。)で置換されていてもよい。
X10における「ヘテロ原子」としては、炭素原子、水素原子および窒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(ただし、窒素原子は除く。)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−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−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)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 cyclic aliphatic hydrocarbon group for X 10 may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
In X 10 , the cyclic aliphatic hydrocarbon group has a carbon atom constituting the cyclic aliphatic hydrocarbon group partially substituted with a substituent containing a hetero atom (excluding a nitrogen atom). Alternatively, part or all of the hydrogen atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing a hetero atom (excluding a nitrogen atom).
The “heteroatom” in X 10 is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom, a hydrogen atom and a nitrogen atom, and examples thereof include a halogen atom, an oxygen atom and a sulfur 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 (excluding a nitrogen atom) may be composed of only the hetero atom, or may be a group containing a group other than the hetero atom or an 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. -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- , and the like. When the aliphatic hydrocarbon group is cyclic, these substituents may be included in the ring structure.
Specific examples of the substituent that substitutes part or all of the hydrogen atoms include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
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.
X10において、環を構成する脂肪族炭化水素基(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)2−、−S(=O)2−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)等が挙げられる。
In X 10, the aliphatic hydrocarbon group constituting the ring (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 have been removed from a monocycloalkane; a group in which one or more hydrogen atoms have been 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 one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane are substituted. Excluded groups are preferred, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane are most preferred.
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 the following formulas (L1) to (L5), (S1) to (S4), and the like.
Q”におけるアルキレン基としては、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。該アルキレン基の炭素数は、1〜3がより好ましい。
該アルキレン基として、具体的には、たとえばメチレン基[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−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)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
R94およびR95におけるアルキレン基としては、前記Q”のアルキレン基と同様のものが挙げられる。
The alkylene group for Q ″ may be linear or branched. The alkylene group preferably has 1 to 3 carbon atoms.
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 —, Alkylethylene groups such as —CH (CH 2 CH 3 ) CH 2 —; trimethylene group (n-propylene group) [—CH 2 CH 2 CH 2 —]; —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene group and the like; Toramechiren group [-CH 2 CH 2 CH 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; penta And methylene group [—CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —] and the like.
As the alkylene group for R 94 and R 95, the same alkylene groups as those described above for Q ″ can be used.
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 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).
The alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or 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.
また、X10において、環状の脂肪族炭化水素基は、1価の脂肪族環式基とこれに結合するアルキレン基とを有する基も挙げられる。
かかる1価の脂肪族環式基は、X10についての説明における上記環を構成する脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)と同様のものが挙げられる。
かかるアルキレン基は、前記Q”のアルキレン基と同様のものが挙げられる。
Further, in X 10, the cyclic aliphatic hydrocarbon group also include groups having an alkylene group bonded thereto and a monovalent aliphatic cyclic group.
Such a monovalent aliphatic cyclic group include the same as the aliphatic hydrocarbon group constituting the ring in the description of the X 10 (aliphatic cyclic group).
Examples of the alkylene group include the same alkylene groups as those described above for Q ″.
本発明において、X10としては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、または1価の脂肪族環式基とこれに結合するアルキレン基とを有する基が好ましい。
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)等が好ましく、中でも、アダマンチル基が最も好ましい。
In the present invention, X 10 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a group having a monovalent aliphatic cyclic group and an alkylene group bonded thereto.
As the aliphatic cyclic group which may have a substituent, a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. The polycyclic aliphatic cyclic group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, the above (L2) to (L5), (S3) to (S4), etc. An adamantyl group is most preferred.
X10として、より具体的には、(B1)成分からなる酸発生剤をレジスト組成物に用いた場合にリソグラフィー特性がより向上することから、下記化学式(X10−1)〜(X10−5)で表される脂肪族炭化水素基が好ましく、化学式(X10−2)で表されるアダマンチル基が最も好ましい。 As X 10, more specifically, (B1) from the lithography properties are improved when an acid generator including the components used in the resist composition, the following chemical formula (X 10 -1) ~ (X 10 - An aliphatic hydrocarbon group represented by 5) is preferred, and an adamantyl group represented by the chemical formula (X 10 -2) is most preferred.
・(B1)成分のカチオン部について
前記式(b1−1)中、A+は有機カチオンである。
A+の有機カチオンとしては、特に制限されず、従来、オニウム塩系酸発生剤のカチオン部として知られているものを適宜用いることができる。
かかるカチオン部としては、スルホニウムイオンまたはヨードニウムイオンが好ましく、特にスルホニウムイオンが好ましい。
具体例としては、たとえば、下記一般式(I−1)または(I−2)で表されるカチオンが挙げられる。
-About the cation part of (B1) component In said Formula (b1-1), A <+> is an organic cation.
The organic cation of A + is not particularly limited, and any conventionally known cation part of an onium salt acid generator can be used as appropriate.
As such a cation moiety, a sulfonium ion or an iodonium ion is preferable, and a sulfonium ion is particularly preferable.
Specific examples include cations represented by the following general formula (I-1) or (I-2).
式(I−1)中、R1”〜R3”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表す。R1”〜R3”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、R1”〜R3”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R1”〜R3”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R1”〜R3”のすべてが、アリール基であることが最も好ましい。
In formula (I-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. Any two of R 1 ″ to R 3 ″ 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 it is most preferable that all of R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
R1”〜R3”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の無置換のアリール基、該無置換のアリール基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、アルコキシアルキルオキシ基、アルコキシカルボニルアルキルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基等で置換された置換アリール基、−(R4’)−C(=O)−R5’が挙げられる。R4’は炭素数1〜5のアルキレン基である。R5’はアリール基である。R5’のアリール基としては、前記R1”〜R3”のアリール基と同様のものが挙げられる。
無置換の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。
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and examples thereof include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and part or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted aryl group are alkyl groups, alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, a halogen atom, substituted substituted aryl group such as a hydroxyl group, - (R 4 ') include -C (= O) -R 5' . R 4 ′ is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. R 5 ′ is an aryl group. As the aryl group for R 5 ′, the same aryl groups as those described above for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
The unsubstituted 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.
置換アリール基における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。
置換アリール基における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−ブトキシ基であることが特に好ましい。
置換アリール基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
The alkyl group in the substituted aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, particularly preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
The alkoxy group in the substituted aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, or a tert-butoxy group. preferable.
The halogen atom in the substituted aryl group is preferably a fluorine atom.
置換アリール基におけるアルコキシアルキルオキシ基としては、たとえば、
一般式:−O−C(R47)(R48)−O−R49
[式中、R47、R48はそれぞれ独立して水素原子または直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基であり、R49はアルキル基である。]で表される基が挙げられる。
R47、R48において、アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜5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。
R47、R48は、少なくとも一方が、水素原子であることが好ましい。特に、一方が水素原子であり、他方が水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
R49のアルキル基としては、好ましくは炭素数が1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
R49における直鎖状、分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。
R49における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4〜12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、炭素数1〜5のアルキル基、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1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。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挙げられる。ポリシクロアルカンとしては、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。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。
As the alkoxyalkyloxy group in the substituted aryl group, for example,
General formula: —O—C (R 47 ) (R 48 ) —O—R 49
[Wherein, R 47 and R 48 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, and R 49 represents an alkyl group. ] Is represented.
In R 47 and R 48 , the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, and may be linear or branched, preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group.
At least one of R 47 and R 48 is preferably a hydrogen atom. In particular, it is more preferable that one is a hydrogen atom and the other is a hydrogen atom or a methyl group.
The alkyl group for R 49 preferably has 1 to 15 carbon atoms and may be linear, branched or cyclic.
The linear or branched alkyl group for R 49 preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. Can be mentioned.
The cyclic alkyl group for R 49 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, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane which may or may not be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. Groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes and the like. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
置換アリール基におけるアルコキシカルボニルアルキルオキシ基としては、たとえば、一般式:−O−R50−C(=O)−O−R51[式中、R50は直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基であり、R51は第3級アルキル基である。]で表される基が挙げられる。
R50における直鎖状、分岐鎖状のアルキレン基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基などが挙げられる。
R51における第3級アルキル基としては、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−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロペンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルペンチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘキシル基などが挙げられる。
Examples of the alkoxycarbonylalkyloxy group in the substituted aryl group include, for example, a general formula: —O—R 50 —C (═O) —O—R 51 [wherein R 50 is a linear or branched alkylene group. And R 51 is a tertiary alkyl group. ] Is represented.
The linear or branched alkylene group for R 50 preferably has 1 to 5 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, or a 1,1-dimethylethylene group. Etc.
As the tertiary alkyl group for R 51 , 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl -1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylethyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclopentyl) -1-methylethyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclohexyl) -1-methylethyl Group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpentyl group, tert-butyl group, tert -Pentyl group, tert-hexyl group and the like.
R1”〜R3”のアリール基としては、それぞれ、フェニル基またはナフチル基であることが好ましい。 The aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ are each preferably a phenyl group or a naphthyl group.
R1”〜R3”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。 The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, linear C1-10, branched or cyclic alkyl group, and the like. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
R1”〜R3”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。
R1”〜R3”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R1”〜R3”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 ″ are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, it is preferable that a 3 to 10 membered ring including the sulfur atom is formed, It is particularly preferable to form a 5- to 7-membered ring.
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, the remaining one is preferably an aryl group. Examples of the aryl group are the same as the aryl groups of R 1 ″ to R 3 ″.
式(I−1)で表されるカチオン部の具体例としては、たとえば、トリフェニルスルホニウム、(3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(2−アダマントキシメチルオキシ)−3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(2−アダマントキシメチルオキシ)フェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ)フェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ)−3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(2−メチル−2−アダマンチルオキシカルボニルメチルオキシ)フェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−(2−メチル−2−アダマンチルオキシカルボニルメチルオキシ)−3,5−ジメチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウム、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウム、モノフェニルジメチルスルホニウム、ジフェニルモノメチルスルホニウム、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウム、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウム、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウム、1−フェニルテトラヒドロチオフェニウム、1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオフェニウム、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、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、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、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、1−フェニルテトラヒドロチオピラニウム、1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウム、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、1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオピラニウム等が挙げられる。 Specific examples of the cation moiety represented by the formula (I-1) include, for example, triphenylsulfonium, (3,5-dimethylphenyl) diphenylsulfonium, (4- (2-adamantoxymethyloxy) -3,5 -Dimethylphenyl) diphenylsulfonium, (4- (2-adamantoxymethyloxy) phenyl) diphenylsulfonium, (4- (tert-butoxycarbonylmethyloxy) phenyl) diphenylsulfonium, (4- (tert-butoxycarbonylmethyloxy) -3,5-dimethylphenyl) diphenylsulfonium, (4- (2-methyl-2-adamantyloxycarbonylmethyloxy) phenyl) diphenylsulfonium, (4- (2-methyl-2-adamantyloxycarbonylmethyloxy) -3 , 5- Methylphenyl) diphenylsulfonium, tri (4-methylphenyl) sulfonium, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium, monophenyldimethylsulfonium, diphenylmonomethylsulfonium, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium , Tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, di (1-naphthyl) phenylsulfonium, 1-phenyltetrahydrothiophenium, 1- (4-methylphenyl) Tetrahydrothiophenium, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium, 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothioff 1- (4-ethoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium, 1-phenyltetrahydrothiopyranium, 1- (4 -Hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium, 1- (4-methylphenyl) tetrahydrothiopyranium and the like.
式(I−2)中、R5”〜R6”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R5”〜R6”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R5”〜R6”のすべてがアリール基であることが好ましい。
R5”〜R6”のアリール基としては、R1”〜R3”のアリール基と同様のものが挙げられる。
R5”〜R6”のアルキル基としては、R1”〜R3”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R5”〜R6”は、すべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(I−2)で表されるカチオン部の具体例としては、ジフェニルヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム等が挙げられる。
In formula (I-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, R 5 "~R 6" is most preferably all phenyl groups.
Specific examples of the cation moiety represented by the formula (I-2) include diphenyliodonium, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium, and the like.
また、A+は、好ましいカチオン部として、下記一般式(I−5)または(I−6)で表されるカチオンが挙げられる。 Moreover, as for A <+> , the cation represented by the following general formula (I-5) or (I-6) is mentioned as a preferable cation part.
一般式(I−5)または(I−6)中のR40〜R46において、アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、又はtert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
OR40に付された符号n0が2以上の整数である場合、複数のOR40はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
R41〜R46に付された符号n1〜n6が2以上の整数である場合、複数のR41〜R46はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
n0は、好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜2である。
n2およびn3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。
n4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。
n5は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
n6は、好ましくは0又は1である。
In R 40 to R 46 in the general formula (I-5) or (I-6), the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group. A methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-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 sign n 0 attached to the OR 40 is an integer of 2 or more, the plurality of OR 40 may be the same or different.
When the symbols n 1 to n 6 attached to R 41 to R 46 are integers of 2 or more, the plurality of R 41 to R 46 may be the same or different.
n 0 is preferably 0 or 1.
n 1 is preferably 0-2.
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.
A+としては、式(I−1)または(I−5)で表されるカチオン部が好ましく、特に、下記式(I−1−1)〜(I−1−10)、(I−5−1)〜(I−5−4)で表されるカチオン部が好ましい。中でも、式(I−1−1)〜(I−1−8)で表されるカチオン部等の、トリフェニル骨格のカチオン部がより好ましい。
下記式(I−1−9)〜(I−1−10)中、R9、R10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、ナフチル基または炭素数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。
As A + , a cation moiety represented by formula (I-1) or (I-5) is preferable, and in particular, the following formulas (I-1-1) to (I-1-10), (I-5) -1) to (I-5-4) are preferred. Especially, the cation part of a triphenyl skeleton, such as the cation part represented by Formula (I-1-1)-(I-1-8), is more preferable.
In the following formulas (I-1-9) to (I-1-10), R 9 and R 10 are each independently a phenyl group, naphthyl group or carbon number 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.
本発明において、(B1)成分としては、下記一般式(b1−1−1)〜(b1−1−5)で表される化合物(B1−1)〜(B1−5)が好ましい。 In the present invention, as the component (B1), compounds (B1-1) to (B1-5) represented by the following general formulas (b1-1-1) to (b1-1-5) are preferable.
前記式中、A+としては、上述したように、前記一般式(I−1)または(I−5)で表されるカチオン部であることが好ましく、前記一般式(I−1)で表されるカチオン部であることが特に好ましい。
gは、それぞれ独立に1〜4の整数であり、1又は2が好ましく、1が最も好ましい。
t1〜t5は、それぞれ独立に1〜4の整数であり、1又は2が好ましく、2が最も好ましい。
m1〜m5は、それぞれ独立に0又は1であり、0が好ましい。
w1〜w4は、それぞれ独立に0〜3の整数であり、0又は1が好ましく、0が最も好ましい。
R21〜R24の置換基としては、上記X10において、脂肪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。
R21〜R24に付された符号(w1〜w4)が2以上の整数である場合、当該化合物中の複数のR21〜R24はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
In the above formula, as described above, A + is preferably a cation moiety represented by the general formula (I-1) or (I-5), and represented by the general formula (I-1). Particularly preferred is a cation moiety.
g is an integer of 1-4 independently, 1 or 2 is preferable and 1 is the most preferable.
t1 to t5 are each independently an integer of 1 to 4, preferably 1 or 2, and most preferably 2.
m 1 to m 5 are each independently 0 or 1, and 0 is preferable.
w1 to w4 are each independently an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and most preferably 0.
Examples of the substituent for R 21 to R 24 include the same groups as those described above as the substituent that the aliphatic hydrocarbon group may have in X 10 .
If signs placed R 21 ~R 24 (w1~w4) is an integer of 2 or more, plural R 21 to R 24 in the compound may be the same, respectively, it may be different.
上記のなかでも、(B1)成分としては、下記一般式(b1−10)で表される化合物(B1−10)が特に好ましい。 Among these, as the component (B1), a compound (B1-10) represented by the following general formula (b1-10) is particularly preferable.
前記式(b1−10)中、t7は1〜4の整数であり、1又は2が好ましく、2が最も好ましい。
m7は0又は1であり、0が好ましい。
v1は0〜3の整数であり、0又は1が好ましい。
w5は0〜3の整数であり、0又は1が好ましく、0が最も好ましい。
R25は置換基であり、上記R21〜R24の置換基と同様のものが挙げられる。
In said formula (b1-10), t7 is an integer of 1-4, 1 or 2 is preferable and 2 is the most preferable.
m 7 is 0 or 1, and 0 is preferable.
v 1 represents an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1.
w5 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and most preferably 0.
R 25 is a substituent, and examples thereof include the same substituents as R 21 to R 24 described above.
(B1)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物において、(B)成分中の(B1)成分の含有量は、40質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、100質量%でもよい。最も好ましくは100質量%である。(B1)成分の割合が前記範囲の下限値以上であることにより、本発明のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した際、解像性、ラインワイズラフネス(LWR)、マスク再現性等のリソグラフィー特性が向上する。
As the component (B1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the resist composition of the present invention, the content of the component (B1) in the component (B) is preferably 40% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and may be 100% by mass. Most preferably, it is 100 mass%. When the ratio of the component (B1) is not less than the lower limit of the above range, when a resist pattern is formed using the resist composition of the present invention, resolution, line width roughness (LWR), mask reproducibility, etc. Lithographic properties are improved.
[(B2)成分]
本発明のレジスト組成物において、(B)成分は、必要に応じて、上記(B1)成分以外の酸発生剤(以下「(B2)成分」という。)を含有してもよい。
(B2)成分としては、上記(B1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
[(B2) component]
In the resist composition of the present invention, the component (B) may contain an acid generator other than the component (B1) (hereinafter referred to as “component (B2)”) as necessary.
The component (B2) is not particularly limited as long as it does not correspond to the component (B1), and any of those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.
オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物を用いることができる。 As the onium salt acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) or (b-2) can be used.
式(b−1)中、R1”〜R3”は、それぞれ、前記式(I−1)中のR1”〜R3”と同じである。
式(b−2)中、R5”〜R6”は、それぞれ、前記式(I−2)中のR5”〜R6”と同じである。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ are the same as R 1 ″ to R 3 ″ in formula (I-1), respectively.
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ are the same as R 5 ″ to R 6 ″ in formula (I-2), respectively.
式(b−1)又は(b−2)中、R4”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。
R4”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としては、炭素数が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、炭素数が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。
In formula (b-1) or (b-2), 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.
R4”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ので好ましい。
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.
前記R4”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R4”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。
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.
前記R4”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。
R4”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。
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、アルキル基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子、アルキル基としては、R4”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, and an alkyl group.
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.
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. Trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, heptafluoropropanesulfonate or the same Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1-phenyltetrahydrothiophenium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate 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等のアルキルスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。 Moreover, the onium salt which replaced the anion part of these onium salts with alkyl sulfonates, such as methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, n-octanesulfonate, can also be used.
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)におけるアニオン部を、下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオンに置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。 Moreover, as an onium salt type acid generator, the anion part in the said general formula (b-1) or (b-2) is changed into the anion represented by the following general formula (b-3) or (b-4). A substituted onium salt acid generator can also be used (the cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).
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ため好ましい。
該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Most preferably, it has 3 carbon atoms.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, Has 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light and electrons of 200 nm or less This is preferable because the transparency to the line 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、カチオン部が前記一般式(I−5)又は(I−6)で表されるカチオンであって、アニオン部を、前記一般式(b−1)もしくは式(b−2)におけるアニオン部(R4”SO3 −)等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン、前記一般式(b−3)又は式(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。
かかるアニオン部としては、これらの中でも、フッ素化アルキルスルホン酸イオンが好ましく、炭素数1〜4のフッ素化アルキルスルホン酸イオンがより好ましく、炭素数1〜4の直鎖状のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンが特に好ましい。具体例としては、トリフルオロメチルスルホン酸イオン、ヘプタフルオロ−n−プロピルスルホン酸イオン、ノナフルオロ−n−ブチルスルホン酸イオン等が挙げられる。
The cation moiety is a cation represented by the general formula (I-5) or (I-6), and the anion moiety is the anion moiety in the general formula (b-1) or the formula (b-2). It is also possible to use a fluorinated alkyl sulfonate ion such as (R 4 ″ SO 3 − ) or an onium salt acid generator substituted with an anion represented by the general formula (b-3) or the formula (b-4). it can.
Among these, the anion moiety is preferably a fluorinated alkyl sulfonate ion, more preferably a fluorinated alkyl sulfonate ion having 1 to 4 carbon atoms, and a linear perfluoroalkyl sulfonic acid having 1 to 4 carbon atoms. Ions are particularly preferred. Specific examples include trifluoromethyl sulfonate ion, heptafluoro-n-propyl sulfonate ion, nonafluoro-n-butyl sulfonate ion, and the like.
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.
R31、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。
R31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または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下「ハロゲン化アルキル基」ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
R31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31, a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as “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.
R32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。
R32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 32, a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。 More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).
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。
R33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。
R33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
In the general formula (B-2), alkyl or halogenated alkyl group having no substituent group for R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, more preferably, carbon 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.
R34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。
R34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。
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.
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。
R35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。
R35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent 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。
R37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。
R38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は、好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 34 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 38 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups having no substituent as R 35 described above.
p ″ is preferably 2.
オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、国際公開第04/074242号パンフレット(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope N-tenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), pamphlet of International Publication No. 04/074242, An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on pages 65 to 85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.
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.
(B2)成分は、上記酸発生剤を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。 As the component (B2), one type of acid generator may be used alone, or two or more types may be used in combination.
本発明のレジスト組成物における(B)成分全体の総含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜50質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましく、2〜20質量部が最も好ましい。
上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
0.5-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for the total content of the (B) component in the resist composition of this invention, 1-30 mass parts is more preferable, 2-20 Part by mass is most preferred.
By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.
<任意成分>
[(D)成分]
本発明のレジスト組成物は、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などが向上することから、さらに任意の成分として、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、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いればよく、なかでも脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、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1〜20であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、たとえば、アンモニアNH3の水素原子の少なくとも1つを、炭素数20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−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン、ステアリルジエ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や、アルキルアルコールアミンが好ましく、トリ−n−ペンチルアミンが特に好ましい。
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
芳香族アミンとしては、アニリン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミンなどが挙げられる。
その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチルアミン等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional component>
[(D) component]
Since the resist composition of the present invention improves the resist pattern shape, the stability over time, and the like, a nitrogen-containing organic compound component (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) is further added as an optional component. It is preferable to contain.
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known one may be used. Among them, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are used. preferable. Here, the aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 20 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkylamine 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 20 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-hexylamine, tri-n-pentylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine, and the like; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine Triisopropanolamine, di -n- octanol amine, tri -n- octanol amine, lauryl diethanolamine, alkyl alcohol amines such as stearyl diethanolamine. Among these, C5-C10 trialkylamine and alkyl alcohol amine are preferable, and tri-n-pentylamine is particularly preferable.
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
Examples of the aromatic amine include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, diphenylamine, triphenylamine, and tribenzylamine.
Other aliphatic amines include tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, tris {2 -(1-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2- {2- (2-hydroxy Ethoxy) ethoxy} ethylamine and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
[(E)成分]
本発明のレジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
[(E) component]
The resist composition of the present invention comprises, as optional components, an organic carboxylic acid, a phosphorus oxo acid, and derivatives thereof for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape, retention stability over time, and the like. At least one compound (E) selected from the group (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 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.
(E) A component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
本発明のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 The resist composition of the present invention further contains miscible additives as desired, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant, a dissolution inhibitor, and a plasticizer for improving coatability. Stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added as appropriate.
[(S)成分]
本発明のレジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下「(S)成分」ということがある。)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
[(S) component]
The resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as “(S) component”).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Conventionally, any one of known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; Monohydric alcohols; compounds having an ester bond, such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl of the polyhydric alcohols or compound having the ester bond Ether alkyl such as ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME) among these]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, Esters such as ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, Aromatic organics such as dibenzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene A solvent etc. can be mentioned.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The amount of component (S) used is not particularly limited and 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 resist composition is 2 -20% by mass, preferably 5-15% by mass.
以上説明した、本発明のレジスト組成物は、従来知られていない新規なものである。
本発明のレジスト組成物によれば、微細なレジストパターン形成において、ラインワイズラフネス(LWR)の低減、マスク再現性(たとえばマスクリニアリティ、マスクエラーファクタ等)の向上、ホールパターンを形成した際の該ホールの真円性の向上など、リソグラフィー特性の良好なレジストパターンを形成できる。かかる効果が得られる理由は明らかではないが、以下のように推測される。
すなわち、前記一般式(b1−1)で表される化合物は、アニオン部が「Y11−SO2−」の骨格に「−N―−SO2−Y12−Y13−X10」が結合した構造を有する。このため、従来、酸発生剤のアニオン部として用いられてきたフッ素化アルキルスルホン酸イオンに比べて立体的に嵩高くバルキーな構造となっている。また、当該化合物は、親油性が高いことによりレジスト内での分散性が向上し、さらにそのバルキーな立体構造により、ノナフルオロブタンスルホネート等の従来の酸発生剤のアニオン部に比べ、レジスト膜内での当該アニオン部(酸)の拡散が化学的にも物理的にも抑制されると推測される。
また、かかる化合物は、特にSO2に隣接するY11およびY12がいずれもフッ素化されているため、露光により発生する酸の強度が強まる。これによって、基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性がより変化する。
以上により、本発明のレジスト組成物においては、露光域で発生した酸の未露光域への拡散が抑制され、また、基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性がより変化する結果、未露光域と露光域とのアルカリ現像液に対する溶解性の差(溶解コントラスト)が充分に得られる。
したがって、本発明のレジスト組成物により、かかる効果が得られると推測される。
The resist composition of the present invention described above is a novel one that has not been known so far.
According to the resist composition of the present invention, in forming a fine resist pattern, line width roughness (LWR) is reduced, mask reproducibility (for example, mask linearity, mask error factor, etc.) is improved, and the hole pattern is formed. It is possible to form a resist pattern with good lithography characteristics such as improvement in the roundness of holes. The reason why such an effect is obtained is not clear, but is presumed as follows.
That is, in the compound represented by the general formula (b1-1), “—N —— SO 2 —Y 12 —Y 13 —X 10 ” is bonded to a skeleton having an anion portion of “Y 11 —SO 2 —”. Has the structure. For this reason, it has a three-dimensionally bulky and bulky structure as compared with the fluorinated alkyl sulfonate ions conventionally used as the anion portion of the acid generator. In addition, since the compound has high lipophilicity, dispersibility in the resist is improved, and further, due to its bulky three-dimensional structure, compared with the anion portion of conventional acid generators such as nonafluorobutanesulfonate, It is presumed that the diffusion of the anion part (acid) in the above is suppressed both chemically and physically.
In addition, in this compound, since Y 11 and Y 12 adjacent to SO 2 are both fluorinated, the strength of the acid generated by exposure increases. Thereby, the solubility with respect to the alkali developing solution of a base material component (A) changes more.
As described above, in the resist composition of the present invention, the diffusion of the acid generated in the exposed area to the unexposed area is suppressed, and the solubility of the base component (A) in the alkaline developer is further changed. A sufficient difference in solubility (dissolution contrast) in the alkali developer between the unexposed area and the exposed area can be sufficiently obtained.
Therefore, it is estimated that such an effect can be obtained by the resist composition of the present invention.
また、前記一般式(b1−1)で表される化合物からなる本発明の酸発生剤は、露光により発生する酸としてPFAS化合物を発生しないものであることから、かかる酸発生剤を含有するレジスト組成物は、生体蓄積性を考慮した取り扱い性にも優れている。 Moreover, since the acid generator of the present invention comprising the compound represented by the general formula (b1-1) does not generate a PFAS compound as an acid generated by exposure, a resist containing such an acid generator is used. The composition is excellent in handleability in consideration of bioaccumulation.
≪レジストパターン形成方法≫
本発明の第二の態様であるレジストパターン形成方法は、支持体上に、前記本発明の第一の態様のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず支持体上に、前記レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えばArF露光装置などにより、ArFエキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いで、これをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いてアルカリ現像処理し、好ましくは純水を用いて水リンスを行い、乾燥を行う。また、場合によっては、上記アルカリ現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method according to the second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the resist composition according to the first aspect of the present invention, a step of exposing the resist film, And a step of alkali developing the resist film to form a resist pattern.
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the resist composition is coated on a support with a spinner or the like, and pre-baked (post-apply bake (PAB)) for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, at a temperature of 80 to 150 ° C. Then, after selectively exposing ArF excimer laser light through a desired mask pattern, for example, with an ArF exposure apparatus or the like, PEB (post-exposure heating) 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. Subsequently, this is alkali-development-processed using alkaline developing solution, for example, 0.1-10 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, Preferably, water rinse is carried out using a pure water, and it dries. In some cases, a baking treatment (post-baking) may be performed after the alkali development treatment. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
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).
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、F2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線等の放射線を用いて行うことができる。
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUVに対して有効であり、ArFエキシマレーザーに対して特に有効である。
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF 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.
The resist composition of the present invention is effective for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, and particularly effective for ArF excimer laser.
レジスト膜の露光は、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、液浸露光であってもよい。
液浸露光では、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、所望のマスクパターンを介して露光(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、C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7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。
The exposure of the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be immersion exposure.
In immersion exposure, at the time of exposure, a solvent (having a refractive index larger than the refractive index of air) is formed between a lens and a resist film on the wafer, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen. Exposure is performed in a state filled with the immersion medium.
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 can be performed through a desired mask pattern (immersion exposure).
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 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 fluorinated inert liquid include fluorinated compounds 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 main components. 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.).
≪化合物≫
本発明の第三の態様である化合物は、下記一般式(b1−1)で表される化合物であり、上述した本発明の第一の態様であるレジスト組成物の(B)成分に含有される(B1)成分と同じものである。
≪Compound≫
The compound according to the third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (b1-1), and is contained in the component (B) of the resist composition according to the first aspect of the present invention described above. This is the same as the component (B1).
本発明の化合物についての説明は、上記(B1)成分についての説明と同じである。 The description about the compound of this invention is the same as the description about the said (B1) component.
(化合物の製造方法)
本発明の第三の態様である化合物は、たとえば、下記一般式(III−0)で表される化合物(III’)と、下記一般式(IV−0)で表される化合物(IV’)とを反応させることにより製造できる。
(Method for producing compound)
The compound which is the third aspect of the present invention includes, for example, a compound (III ′) represented by the following general formula (III-0) and a compound (IV ′) represented by the following general formula (IV-0): It can manufacture by making these react.
前記式(III−0)中、Y11、Y12、Y13およびX10は、それぞれ、前記一般式(b1−1)中のY11、Y12、Y13およびX10と同じである。
また、M+は、アルカリ金属イオンである。M+としては、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン等が挙げられ、ナトリウムイオンまたはリチウムイオンが好ましい。
In the formula (III-0), Y 11 , Y 12, Y 13 and X 10 are respectively the same as Y 11, Y 12, Y 13 and X 10 in the general formula (b1-1).
M + is an alkali metal ion. Examples of M + include sodium ion, lithium ion, potassium ion and the like, and sodium ion or lithium ion is preferable.
前記式(IV−0)中、A+は前記と同じである。
Z−は、低求核性のハロゲンイオン、化合物(III’)よりも酸性度が低い酸になり得るイオン、BF4 −、AsF6 −、SbF6 −、PF6 −又はClO4 −である。
Z−における低求核性のハロゲンイオンとしては、臭素イオン、塩素イオンが挙げられる。
Z−における化合物(III’)よりも酸性度が低い酸になり得るイオンとしては、p−トルエンスルホン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等が挙げられる。
In the formula (IV-0), A + is the same as described above.
Z − is a low nucleophilic halogen ion, an ion that can be an acid having a lower acidity than the compound (III ′), BF 4 − , AsF 6 − , SbF 6 − , PF 6 − or ClO 4 − . .
Examples of the low nucleophilic halogen ion in Z − include bromine ion and chlorine ion.
Examples of ions that can be an acid having a lower acidity than the compound (III ′) in Z − include p-toluenesulfonic acid ions, methanesulfonic acid ions, benzenesulfonic acid ions, and trifluoromethanesulfonic acid ions.
化合物(III’)と化合物(IV’)とは、たとえば、これらの化合物を、水、ジクロロメタン、アセトニトリル、メタノール、クロロホルム、塩化メチレン等の溶媒に溶解し、撹拌する等により反応させることができる。
反応温度は、0℃〜150℃程度が好ましく、0℃〜100℃程度がより好ましい。
反応時間は、化合物(III’)および化合物(IV’)の反応性や、反応温度等によっても異なるが、通常、0.5〜30時間が好ましく、1〜20時間がより好ましい。
上記反応における化合物(IV’)の使用量は、通常、化合物(III’)1モルに対して、0.5〜2モル程度が好ましい。
Compound (III ′) and compound (IV ′) can be reacted, for example, by dissolving these compounds in a solvent such as water, dichloromethane, acetonitrile, methanol, chloroform, methylene chloride and stirring.
The reaction temperature is preferably about 0 ° C to 150 ° C, more preferably about 0 ° C to 100 ° C.
The reaction time varies depending on the reactivity of the compound (III ′) and compound (IV ′), the reaction temperature, etc., but usually 0.5 to 30 hours are preferable, and 1 to 20 hours are more preferable.
The amount of compound (IV ′) used in the above reaction is usually preferably about 0.5 to 2 mol per 1 mol of compound (III ′).
上記のようにして得られる本発明の化合物の構造は、1H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。 The structure of the compound of the present invention obtained as described above includes 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum method, 13 C-NMR spectrum method, 19 F-NMR spectrum method, infrared absorption (IR) spectrum method, mass It can be confirmed by a general organic analysis method such as analysis (MS) method, elemental analysis method or X-ray crystal diffraction method.
上記化合物(III’)の製造方法としては、特に限定されるものではなく、たとえば下記一般式(II−0)で表される化合物(II’)と、下記一般式(I−0)で表される化合物(I’)とを、塩基と有機溶媒の存在下で反応させることにより化合物(III’)を得る工程を含む方法が好ましく用いられる。 The method for producing the compound (III ′) is not particularly limited. For example, the compound (II ′) represented by the following general formula (II-0) and the following general formula (I-0) are used. A method comprising a step of obtaining a compound (III ′) by reacting the compound (I ′) obtained in the presence of a base with an organic solvent is preferably used.
前記一般式(II−0)および(I−0)中、Y11、Y12、Y13およびX10は、それぞれ、前記式(III−0)中のY11、Y12、Y13およびX10と同じである。
Xhはハロゲン原子であり、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
化合物(II’)、化合物(I’)としては、それぞれ、市販のものを用いてもよく、合成してもよい。
In the general formula (II-0) and (I-0), Y 11 , Y 12, Y 13 and X 10 are each, Y 11 in the formula (III-0), Y 12 , Y 13 and X 10 is the same.
X h is a halogen atom, and examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
As compound (II ′) and compound (I ′), commercially available compounds may be used or synthesized.
化合物(II’)と化合物(I’)との反応は、まず、化合物(I’)を適当な有機溶剤に溶解し、それを、適当な塩基の存在下で撹拌する。その後、反応液を氷冷し、化合物(II’)を添加し、撹拌する。また、反応混合物を濾過し、濾過液を乾燥させる。
最後に、有機溶剤等で洗浄することにより実施できる。
上記反応において、有機溶剤としては、得られる化合物(III’)の収率、純度等が向上することから、アセトン、テトラヒドロフラン(THF)、メタノール、エタノール、ジクロロメタンを用いることが特に好ましい。
反応温度は、20℃〜200℃程度が好ましく、20℃〜150℃程度がより好ましい。
反応時間は、化合物(II’)および化合物(I’)の反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、1〜80時間が好ましく、3〜70時間がより好ましい。
In the reaction between the compound (II ′) and the compound (I ′), the compound (I ′) is first dissolved in a suitable organic solvent, and it is stirred in the presence of a suitable base. Thereafter, the reaction solution is ice-cooled, and the compound (II ′) is added and stirred. Also, the reaction mixture is filtered and the filtrate is dried.
Finally, it can be carried out by washing with an organic solvent or the like.
In the above reaction, it is particularly preferable to use acetone, tetrahydrofuran (THF), methanol, ethanol, or dichloromethane as the organic solvent because the yield and purity of the resulting compound (III ′) are improved.
The reaction temperature is preferably about 20 ° C to 200 ° C, more preferably about 20 ° C to 150 ° C.
The reaction time varies depending on the reactivity of the compound (II ′) and compound (I ′), the reaction temperature, and the like, but is usually preferably 1 to 80 hours, more preferably 3 to 70 hours.
反応における化合物の使用量は、特に限定されるものではなく、通常、化合物(II’)1モルに対して、化合物(I’)が0.5〜5モル程度が好ましく、1〜5モル程度がより好ましい。 The amount of the compound used in the reaction is not particularly limited, and usually, compound (I ′) is preferably about 0.5 to 5 mol, preferably about 1 to 5 mol relative to 1 mol of compound (II ′). Is more preferable.
塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、水素化ナトリウム等が挙げられ、これらは、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
塩基の使用量は、触媒量であってもよく、溶媒に相当する量であってもよく、通常、化合物(II’)1モルに対して、0.001〜5モル程度である。
Examples of the base include sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, sodium hydride and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the base used may be a catalytic amount or an amount corresponding to the solvent, and is usually about 0.001 to 5 mol with respect to 1 mol of compound (II ′).
上記のようにして得られる化合物(III’)の構造は、1H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。 The structure of the compound (III ′) obtained as described above is as follows: 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum method, 13 C-NMR spectrum method, 19 F-NMR spectrum method, infrared absorption (IR) spectrum method, It can be confirmed by general organic analysis methods such as mass spectrometry (MS), elemental analysis, and X-ray crystal diffraction.
上述した本発明の化合物は、レジスト組成物用の酸発生剤として有用である新規な化合物であり、酸発生剤としてレジスト組成物に配合することができる。 The compound of the present invention described above is a novel compound useful as an acid generator for a resist composition, and can be blended in a resist composition as an acid generator.
≪酸発生剤≫
本発明の第四の態様である酸発生剤は、前記一般式(b1−1)で表される化合物からなるものである。
当該酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤、たとえば上記本発明の第一の態様であるレジスト組成物の酸発生剤成分(B)として有用である。
≪Acid generator≫
The acid generator which is the 4th aspect of this invention consists of a compound represented by the said general formula (b1-1).
The acid generator is useful as an acid generator for a chemically amplified resist composition, for example, the acid generator component (B) of the resist composition according to the first aspect of the present invention.
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.
(実施例1)
以下に示す合成例1〜2により、化合物(V)を合成した。
Example 1
Compound (V) was synthesized according to Synthesis Examples 1-2 shown below.
[合成例1](化合物(III)の合成)
化合物(I)1.71gとTHF17.1gを氷冷にて撹拌し、水素化ナトリウム0.45gを加えた。そこへ、化合物(II)3.62gとTHF7.24gとの混合液を、10℃以下を保ちながら添加した後、還流状態で20時間反応させた。その後、水22mL、t−ブチルメチルエーテル(TBME)44gの順で加えて撹拌し、TBME層を回収した。これを乾固精製することにより、化合物(III)として透明液体1.2g(純度%、収率24%)を得た。
[Synthesis Example 1] (Synthesis of Compound (III))
1.71 g of compound (I) and 17.1 g of THF were stirred with ice cooling, and 0.45 g of sodium hydride was added. Thereto, a liquid mixture of 3.62 g of compound (II) and 7.24 g of THF was added while maintaining the temperature at 10 ° C. or lower, and then reacted for 20 hours under reflux. Thereafter, 22 mL of water and 44 g of t-butyl methyl ether (TBME) were added in this order and stirred, and the TBME layer was collected. This was purified to dryness to obtain 1.2 g (purity%, yield 24%) of a transparent liquid as compound (III).
得られた化合物(III)についてNMRによる分析を行った。
1H−NMR(アセトン、400MHz):δ(ppm)=1.60(m,6H,adamantane)、2.08(m,6H,adamantane)、2.17(m, 3H,adamantane)
19F−NMR(アセトン、376MHz):δ(ppm)=−68.4(s,2F, c)、−75.3(s,3F,a)、−112.0(s,2F,b)
上記分析の結果から、得られた化合物(III)が前記化学式(III)に示す構造を有することが確認できた。
The obtained compound (III) was analyzed by NMR.
1 H-NMR (acetone, 400 MHz): δ (ppm) = 1.60 (m, 6H, adamantane), 2.08 (m, 6H, adamantane), 2.17 (m, 3H, adamantane)
19 F-NMR (acetone, 376 MHz): δ (ppm) = − 68.4 (s, 2F, c), −75.3 (s, 3F, a), −112.0 (s, 2F, b)
From the results of the above analysis, it was confirmed that the obtained compound (III) had a structure represented by the chemical formula (III).
[合成例2](化合物(V)の合成)
化合物(IV)1.2gと化合物(III)1.70gを水12gに溶かした。そこに、塩化メチレン16gを入れて室温で3時間撹拌した。その後、有機層を回収し、1%塩酸水で2回洗浄と純水で4回洗浄した。有機層を回収し、濃縮乾燥したところ、化合物(V)として透明の高粘性液体2.2g(収率88%)を得た。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of Compound (V))
1.2 g of compound (IV) and 1.70 g of compound (III) were dissolved in 12 g of water. Thereto, 16 g of methylene chloride was added and stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, the organic layer was recovered and washed twice with 1% hydrochloric acid and four times with pure water. The organic layer was collected and concentrated to dryness to obtain 2.2 g (yield 88%) of a transparent highly viscous liquid as compound (V).
得られた化合物(V)についてNMRによる分析を行った。
1H−NMR(DMSO、400MHz):δ(ppm)=7.71−7.86(m, 12H,phenyl)、7.57−7.59(d,2H,phenyl)、2.43(s,3H,methyl)、2.13(m,3H,adamantane)、1.99(m,6H,adamantane)、1.59(s,6H,adamantane)
19F−NMR(DMSO、376MHz):δ(ppm)=−69.2(s,2F, c)、−76.0(s,3F,a)、−112.9(s,2F,b)
上記分析の結果から、得られた化合物(V)が前記化学式(V)に示す構造を有することが確認できた。
The obtained compound (V) was analyzed by NMR.
1 H-NMR (DMSO, 400 MHz): δ (ppm) = 7.71-7.86 (m, 12H, phenyl), 7.57-7.59 (d, 2H, phenyl), 2.43 (s , 3H, methyl), 2.13 (m, 3H, adamantane), 1.99 (m, 6H, adamantane), 1.59 (s, 6H, adamantane)
19 F-NMR (DMSO, 376 MHz): δ (ppm) = − 69.2 (s, 2F, c), −76.0 (s, 3F, a), −112.9 (s, 2F, b)
From the results of the above analysis, it was confirmed that the obtained compound (V) had a structure represented by the chemical formula (V).
(製造例1)
以下に示す合成例3〜5により、高分子化合物(1)を合成した。
(Production Example 1)
The polymer compound (1) was synthesized according to Synthesis Examples 3 to 5 shown below.
[合成例3](2−(2−(2−メチル−2−アダマンチルオキシ)−2−オキソエトキシ)−2−オキソエタノールの合成)
温度計、冷却管及び撹拌装置を備えた2Lの三口フラスコに、グリコール酸37.6g(494mmol)、DMF700mL、炭酸カリウム86.5g(626mmol)、ヨウ化カリウム28.3g(170mmol)を入れ、室温で30分間撹拌した。その後、クロロ酢酸 2−メチル−2−アダマンチル100g(412mmol)のジメチルホルムアミド300mL溶液をゆっくりと加えた。40℃に昇温し、4時間撹拌した。反応終了後、ジエチルエーテル2000mLを加えてろ過し、得られた溶液を蒸留水500mLで3回洗浄した。トルエン(300mL)・ヘプタン(200mL)の混合溶液を用いて晶析を行い、目的の化合物を無色固体として78g(収率67%、GC純度99%)得た。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of 2- (2- (2-methyl-2-adamantyloxy) -2-oxoethoxy) -2-oxoethanol)
A 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a stirrer was charged with 37.6 g (494 mmol) of glycolic acid, 700 mL of DMF, 86.5 g (626 mmol) of potassium carbonate, and 28.3 g (170 mmol) of potassium iodide at room temperature. For 30 minutes. Then, 300 mL of dimethylformamide in 100 g (412 mmol) of 2-methyl-2-adamantyl chloroacetate was slowly added. The temperature was raised to 40 ° C. and stirred for 4 hours. After completion of the reaction, 2000 mL of diethyl ether was added and filtered, and the resulting solution was washed 3 times with 500 mL of distilled water. Crystallization was performed using a mixed solution of toluene (300 mL) and heptane (200 mL) to obtain 78 g (yield 67%, GC purity 99%) of the target compound as a colorless solid.
得られた化合物の機器分析結果は、以下の通りであった。
1H−NMR:1.59(d,2H,J=12.5Hz),1.64(s,3H),1.71〜1.99(m,10H),2.29(m,2H),2.63(t,1H,J=5.2Hz),4.29(d,2H,J=5.2Hz),4.67(s,2H)。
13C−NMR:22.35,26.56,27.26,32.97,34.54,36.29,38.05,60.54,61.50,89.87,165.97,172.81。
GC−MS:282(M+,0.02%),165(0.09%),149(40%),148(100%),133(22%),117(2.57%),89(0.40%)。
上記の結果より、得られた化合物が2−(2−(2−メチル−2−アダマンチルオキシ)−2−オキソエトキシ)−2−オキソエタノールであることが確認された。
The instrumental analysis results of the obtained compound were as follows.
1 H-NMR: 1.59 (d, 2H, J = 12.5 Hz), 1.64 (s, 3H), 1.71 to 1.99 (m, 10H), 2.29 (m, 2H) 2.63 (t, 1H, J = 5.2 Hz), 4.29 (d, 2H, J = 5.2 Hz), 4.67 (s, 2H).
13 C-NMR: 22.35, 26.56, 27.26, 32.97, 34.54, 36.29, 38.05, 60.54, 61.50, 89.87, 165.97, 172 .81.
GC-MS: 282 (M +, 0.02%), 165 (0.09%), 149 (40%), 148 (100%), 133 (22%), 117 (2.57%), 89 ( 0.40%).
From the above results, it was confirmed that the obtained compound was 2- (2- (2-methyl-2-adamantyloxy) -2-oxoethoxy) -2-oxoethanol.
[合成例4](2−(2−(2−メチル−2−アダマンチルオキシ)−2−オキソエトキシ)−2−オキソエチル メタクリレート(化合物3)の合成)
温度計、冷却管及び撹拌装置を備えた2Lの三口フラスコに、2−(2−(2−メチル−2−アダマンチルオキシ)−2−オキソエトキシ)−2−オキソエタノール165g(584mmol)、THF2000mL、トリエチルアミン105mL(754mmol)、p−メトキシフェノール0.165g(1000ppm)を入れ溶解させた。溶解後、氷浴下で塩化メタクリロイル62.7mL(648mmol)をゆっくりと加え、室温に昇温し、3時間撹拌した。反応終了後、ジエチルエーテル1000mLを加え、蒸留水200mLで5回洗浄した。抽出液を濃縮し、目的の化合物3を無色液体として198g(収率97%、GC純度99%)得た。
[Synthesis Example 4] (Synthesis of 2- (2- (2-methyl-2-adamantyloxy) -2-oxoethoxy) -2-oxoethyl methacrylate (Compound 3))
To a 2 L three-necked flask equipped with a thermometer, a condenser and a stirrer was added 165 g (584 mmol) of 2- (2- (2-methyl-2-adamantyloxy) -2-oxoethoxy) -2-oxoethanol, 2000 mL of THF, Triethylamine 105 mL (754 mmol) and p-methoxyphenol 0.165 g (1000 ppm) were added and dissolved. After dissolution, 62.7 mL (648 mmol) of methacryloyl chloride was slowly added in an ice bath, warmed to room temperature, and stirred for 3 hours. After completion of the reaction, 1000 mL of diethyl ether was added and washed 5 times with 200 mL of distilled water. The extract was concentrated to obtain 198 g (yield 97%, GC purity 99%) of the target compound 3 as a colorless liquid.
得られた化合物3の機器分析結果は、以下の通りであった。
1H−NMR:1.58(d,J=12.5Hz,2H),1.63(s,3H),1.71〜1.89(m,8H),1.98(s,3H),2.00(m,2H),2.30(m,2H),4.62(s,2H),4.80(s,2H),5.66(m,1H),6.23(m,1H)。
13C−NMR:18.04,22.15,26.42,27.14,32.82,34.38,36.11,37.92,60.44,61.28,89.42,126.79,135.18,165.61,166.30,167.20。
GC−MS:350(M+,1.4%),206(0.13%),149(47%),148(100%),133(20%),69(37%)。
上記の結果より、得られた化合物3が2−(2−(2−メチル−2−アダマンチルオキシ)−2−オキソエトキシ)−2−オキソエチル メタクリレートであることが確認された。
The instrumental analysis results of the obtained compound 3 were as follows.
1 H-NMR: 1.58 (d, J = 12.5 Hz, 2H), 1.63 (s, 3H), 1.71 to 1.89 (m, 8H), 1.98 (s, 3H) , 2.00 (m, 2H), 2.30 (m, 2H), 4.62 (s, 2H), 4.80 (s, 2H), 5.66 (m, 1H), 6.23 ( m, 1H).
13 C-NMR: 18.04, 22.15, 26.42, 27.14, 32.82, 34.38, 36.11, 37.92, 60.44, 61.28, 89.42, 126 79, 135.18, 165.61, 166.30, 167.20.
GC-MS: 350 (M +, 1.4%), 206 (0.13%), 149 (47%), 148 (100%), 133 (20%), 69 (37%).
From the above results, it was confirmed that the obtained compound 3 was 2- (2- (2-methyl-2-adamantyloxy) -2-oxoethoxy) -2-oxoethyl methacrylate.
[合成例5](高分子化合物(1)の合成)
500mLビーカーに、3.11g(18.28mmol)の下記[化合物1]と、11.99g(45.71mmol)の下記[化合物2]と、前記合成例4で得られた6.40g(18.28mmol)の下記[化合物3]と、1.73g(7.31mmol)の下記[化合物4]とを入れ、108.96gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)3.1mmolを加え、溶解させた。この反応液を、窒素雰囲気下、6時間かけてセパラブルフラスコ内にて75℃に加熱したメチルエチルケトン45.40gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱撹拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を減圧濃縮後、大量のメタノール/水混合溶液に滴下し、反応生成物(共重合体)を析出させる操作を行い、沈殿した反応生成物をろ別、洗浄、乾燥して、目的の高分子化合物(1)15gを得た。
この高分子化合物(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7,100であり、分散度(Mw/Mn)は1.59であった。
また、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz13C−NMR)を測定した結果、共重合組成(上記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n/o=24.9/31.9/28.7/14.5であった。
[Synthesis Example 5] (Synthesis of polymer compound (1))
In a 500 mL beaker, 3.11 g (18.28 mmol) of the following [Compound 1], 11.99 g (45.71 mmol) of the following [Compound 2], and 6.40 g (18. 28 mmol) of the following [Compound 3] and 1.73 g (7.31 mmol) of the following [Compound 4] were added and dissolved in 108.96 g of methyl ethyl ketone. To this solution, 3.1 mmol of dimethyl azobisisobutyrate (V-601) was added as a polymerization initiator and dissolved. This reaction solution was added dropwise to 45.40 g of methyl ethyl ketone heated to 75 ° C. in a separable flask over 6 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization solution is concentrated under reduced pressure, then dropped into a large amount of methanol / water mixed solution, and the reaction product (copolymer) is precipitated. The precipitated reaction product is filtered, washed and dried. As a result, 15 g of the target polymer compound (1) was obtained.
With respect to this polymer compound (1), the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7,100, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.59.
Moreover, as a result of measuring the carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz 13 C-NMR) at 600 MHz, the copolymer composition (ratio (molar ratio) of each structural unit in the above structural formula) was 1 / m / n / o = 24.9 / 31.9 / 28.7 / 14.5.
[実施例2〜3、比較例1〜2]
表1に示す各成分を混合、溶解してポジ型のレジスト組成物を調製した。
[Examples 2-3, Comparative Examples 1-2]
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.
表1中、[ ]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表1中の記号はそれぞれ以下のものを示す。
(A)−1:下記化学式(A1−11−1)で表される高分子化合物[Mw:10000、Mw/Mn:1.7]。式中、( )の右下に付した数字は各構成単位の割合(モル比)を示す。
In Table 1, the numerical values in [] indicate the blending amount (parts by mass). Moreover, the symbol in Table 1 shows the following, respectively.
(A) -1: a polymer compound represented by the following chemical formula (A1-11-1) [Mw: 10,000, Mw / Mn: 1.7]. In the formula, the number attached to the lower right of () indicates the ratio (molar ratio) of each structural unit.
(A)−2:前記高分子化合物(1)。
(B)−1:下記化学式(b−3−1)で表される化合物。
(A) -2: The polymer compound (1).
(B) -1: a compound represented by the following chemical formula (b-3-1).
(B)−2:前記化合物(V)。
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(S)−1:PGMEA/PGME=6/4(質量比)の混合溶剤。
(B) -2: Compound (V).
(D) -1: tri-n-pentylamine.
(S) -1: PGMEA / PGME = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.
得られたレジスト組成物を用い、以下の手順でレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
[解像性・感度]
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(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塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚85nmの有機系反射防止膜を形成した。
そして、該反射防止膜上に、上記レジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で表2に示すPAB温度条件で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜に対して、ArF露光装置NSR−S308F(ニコン社製;NA(開口数)=0.92)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーンマスク)を介して選択的に照射した。
そして、表2に示すPEB温度条件で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、東京応化工業株式会社製)で30秒間の条件でアルカリ現像し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、前記レジスト膜に、ライン幅65nm、ピッチ130nmのラインアンドスペースパターン(以下「L/Sパターン」という。)が形成された。
Using the obtained resist composition, a resist pattern was formed by the following procedure, and the lithography characteristics were evaluated.
[Resolution and sensitivity]
An organic antireflection film composition “ARC29A” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto a 12-inch silicon wafer using a spinner and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thus, an organic antireflection film having a film thickness of 85 nm was formed.
Then, each of the above resist compositions is applied onto the antireflection film using a spinner, and prebaked (PAB) for 60 seconds under the PAB temperature conditions shown in Table 2 on a hot plate, followed by drying. A resist film having a thickness of 120 nm was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) is applied to the resist film using an ArF exposure apparatus NSR-S308F (Nikon Corp .; NA (numerical aperture) = 0.92), and a mask pattern (6% halftone mask). Selectively irradiated.
And the post-exposure heating (PEB) process for 60 second was performed on PEB temperature conditions shown in Table 2, and also 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution NMD-3 (brand name, Tokyo) at 23 degreeC. (Oka Kogyo Co., Ltd.) was subjected to alkali development for 30 seconds, then rinsed with pure water for 30 seconds, and then shaken and dried.
As a result, in each example, a line and space pattern (hereinafter referred to as “L / S pattern”) having a line width of 65 nm and a pitch of 130 nm was formed on the resist film.
[感度]
上記のレジストパターンの形成において、ライン幅65nm、ピッチ130nmのL/Sパターンが形成される最適露光量Eop(mJ/cm2;感度)を求めた。その結果を表2に示す。
[sensitivity]
In the formation of the resist pattern, the optimum exposure dose Eop (mJ / cm 2 ; sensitivity) for forming an L / S pattern having a line width of 65 nm and a pitch of 130 nm was determined. The results are shown in Table 2.
[ラインワイズラフネス(LWR)の評価]
前記Eopで形成されたライン幅65nm、ピッチ130nmのL/Sパターンにおいて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、商品名:S−9220、日立製作所製)により、ライン幅を、ラインの長手方向に5箇所測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を、LWRを示す尺度として算出した。その結果について、当該3sを「LWR」として表2に示す。
この3sの値が小さいほど線幅のラフネスが小さく、より均一幅のL/Sパターンが得られたことを意味する。
[Evaluation of line width roughness (LWR)]
In the L / S pattern with a line width of 65 nm and a pitch of 130 nm formed by the Eop, the line width is adjusted in the longitudinal direction of the line by a length measuring SEM (scanning electron microscope, trade name: S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.). Five locations were measured, and from the result, a triple value (3 s) of the standard deviation (s) was calculated as a scale indicating LWR. The result is shown in Table 2 as 3L as “LWR”.
The smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, which means that a more uniform width L / S pattern was obtained.
表2の結果から、評価に用いたレジスト組成物において、実施例2は比較例1に比べて、実施例3は比較例2に比べて、いずれもLWR値が小さいことから、本発明のレジスト組成物を用いることにより、線幅のラフネスが小さく、より均一幅のL/Sパターンが得られることが確認できた。 From the results of Table 2, in the resist composition used for evaluation, Example 2 has a lower LWR value than Comparative Example 1 and Example 3 has a lower LWR value than Comparative Example 2. It was confirmed that by using the composition, the roughness of the line width was small and an L / S pattern with a more uniform width was obtained.
したがって、本発明によれば、LWR等のリソグラフィー特性が向上し、また、露光により発生する酸としてPFAS化合物を発生しない酸発生剤を用いていることから、生体蓄積性を考慮した取り扱い性も向上した、レジスト組成物およびこれを用いたレジストパターン形成方法を提供できることが確認できた。 Therefore, according to the present invention, LWR and other lithographic properties are improved, and since an acid generator that does not generate a PFAS compound is used as an acid generated by exposure, handling properties considering bioaccumulation are also improved. It was confirmed that a resist composition and a resist pattern forming method using the resist composition can be provided.
Claims (9)
前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b1−1)で表される化合物からなる酸発生剤(B1)を含有することを特徴とするレジスト組成物。
The said acid generator component (B) contains the acid generator (B1) which consists of a compound represented by the following general formula (b1-1), The resist composition characterized by the above-mentioned.
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