JP2011051981A - Salt for acid generator, resist composition, and production method for resist pattern - Google Patents

Salt for acid generator, resist composition, and production method for resist pattern Download PDF

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Koji Ichikawa
幸司 市川
Masako Sugihara
昌子 杉原
Tatsuro Masuyama
達郎 増山
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a salt which becomes an acid generator which gives a resist composition which shows high resolution, a good form, and good line edge roughness. <P>SOLUTION: The salt is expressed by formula (I-BB). In the formula, Q<SP>1</SP>and Q<SP>2</SP>each denotes F or a perfluoroalkyl group; X<SP>1</SP>denotes a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group in which the methylene group in the group may be substituted by -O- or -CO-; Y<SP>1</SP>denotes an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, which may have a substituent, and in which the methylene group in these groups may be substituted by -O- or -CO-; A<SP>1</SP>and A<SP>2</SP>each denotes an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group or the like which may have a substituent, or A<SP>1</SP>and A<SP>2</SP>together form a ring which may have a substituent; Ar<SP>1</SP>denotes an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent; and m<SB>1</SB>and m<SB>2</SB>denote an integer of 0-2; m<SB>3</SB>denotes an integer of 1-3; m<SB>4</SB>denotes an integer of 1-3, where, m<SB>1</SB>+m<SB>2</SB>+m<SB>3</SB>=3. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸発生剤用の塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。   The present invention relates to a salt for an acid generator, a resist composition, and a method for producing a resist pattern.

特許文献1には、酸発生剤用の塩として3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニルジフェニルスルホニウム パーフルオロブタンスルホナートと、樹脂として、下記、モノマー(A)及びモノマー(C)を、55:45のモル比で仕込み、重合させて得られる重合体とを含有するレジスト組成物が記載されている。

Figure 2011051981
Patent Document 1 includes 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyldiphenylsulfonium perfluorobutanesulfonate as a salt for an acid generator, and the following monomer (A) and monomer (C) as a resin: 55: A resist composition containing a polymer obtained by charging and polymerizing at a molar ratio of 45 is described.
Figure 2011051981

特開2003−140344号公報JP 2003-140344 A

従来の塩では、該塩を含有するレジスト組成物から得られるパターンの形状、解像度及びラインエッジラフネス(LER)が必ずしも満足できない場合があった。   In the case of a conventional salt, the shape, resolution, and line edge roughness (LER) of a pattern obtained from a resist composition containing the salt may not always be satisfied.

本発明は、以下の発明を含む。
[1]式(I−BB)で表される塩。

Figure 2011051981
[式(I−BB)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、単結合又は炭素数1〜17の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
は、炭素数1〜36の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該脂肪族炭化水素基及び脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
及びAは、互いに独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、AとAとが一緒になって炭素数3〜20の環を形成し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及び環は、置換基を有していてもよい。
Arは、置換基を有していてもよい(m+1)価の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
及びmは、互いに独立に、0〜2の整数を表す。
は、1〜3の整数を表す。ただし、m+m+m=3である。
は、1〜3の整数を表す。] The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I-BB).
Figure 2011051981
[In the formula (I-BB)
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
X 1 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
Y 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 36 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms, the aliphatic hydrocarbon group, The alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
Do A 1 and A 2 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms? A 1 and A 2 together form a ring having 3 to 20 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group and ring have a substituent. You may do it.
Ar 1 represents an (m 4 +1) -valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
m 1 and m 2 each independently represent an integer of 0 to 2.
m 3 represents an integer of 1 to 3. However, it is m 1 + m 2 + m 3 = 3.
m 4 represents an integer of 1 to 3. ]

[2]Arは、フェニレン基である[1]記載の塩。
[3]m、m及びmは、1である[1]又は[2]に記載の塩。
[4]Xが、式(X−1)で表される基である[1]〜[3]のいずれか記載の塩。

Figure 2011051981
[式(X−1)中、
a1は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す。]
[5]Yが、式(Y−1)〜式(Y−3)のいずれかで表される基である[1]〜[4]のいずれか記載の塩。

Figure 2011051981
[式(Y−1)〜式(Y−3)中、
環に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよく、環に含まれる水素原子は、置換されていてもよい。]
[6]上記[1]〜[5]のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。
[7]上記[6]記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、
該樹脂は酸に不安定な基を有し、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。
[8]さらに塩基性化合物を含有する[7]記載のレジスト組成物。
[9](1)上記[7]又は[8]記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。 [2] The salt according to [1], wherein Ar 1 is a phenylene group.
[3] The salt according to [1] or [2], wherein m 1 , m 2 and m 3 are 1.
[4] X 1 is, salts according to any one of a group represented by the formula (X 1 -1) [1] ~ [3].
Figure 2011051981
[In the formula (X 1 -1),
X a1 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —. ]
[5] Y 1 is, salts according to any one of a group represented by any of formulas (Y 1 -1) ~ formula (Y 1 -3) [1] ~ [4].

Figure 2011051981
[In the formula (Y 1 -1) to the formula (Y 1 -3),
The methylene group contained in the ring may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the ring may be substituted. ]
[6] An acid generator containing the salt according to any one of [1] to [5] above.
[7] It contains an acid generator and a resin as described in [6] above,
A resist composition, which is a resin having an acid labile group and capable of being dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.
[8] The resist composition according to [7], further containing a basic compound.
[9] (1) A step of applying the resist composition according to [7] or [8] on a substrate,
(2) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern, comprising a step of developing the heated composition layer using a developing device.

本発明の塩によれば、該塩を含有するレジスト組成物から優れた形状、解像度及びラインエッジラフネスを有するパターンを得ることができる。   According to the salt of the present invention, a pattern having excellent shape, resolution and line edge roughness can be obtained from a resist composition containing the salt.

本発明の塩は、式(I−BB)で示される。

Figure 2011051981
[式(I−BB)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、単結合又は2価の炭素数1〜17の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
は、炭素数1〜36の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該脂肪族炭化水素基及び脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
及びAは、互いに独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、AとAとが一緒になって炭素数3〜20の環を形成し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及び環は、置換基を有していてもよい。
Arは、置換基を有していてもよい(m+1)価の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
及びmは、互いに独立に、0〜2の整数を表す。
は、1〜3の整数を表す。ただし、m+m+m=3である。
は、1〜3の整数を表す。] The salt of the present invention is represented by the formula (I-BB).

Figure 2011051981
[In the formula (I-BB)
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
X 1 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
Y 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 36 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms, the aliphatic hydrocarbon group, The alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
Do A 1 and A 2 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms? A 1 and A 2 together form a ring having 3 to 20 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group and ring have a substituent. You may do it.
Ar 1 represents an (m 4 +1) -valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
m 1 and m 2 each independently represent an integer of 0 to 2.
m 3 represents an integer of 1 to 3. However, it is m 1 + m 2 + m 3 = 3.
m 4 represents an integer of 1 to 3. ]

本明細書では、特に断りのない限り、同様の置換基を有するいずれの化学構造式も、炭素数を適宜選択しながら、後述する具体的な各置換基を適用することができる。直鎖状、分岐状又は環状いずれかをとることができるものは、特記ない限りそのいずれをも含み、また、同一の基において、直鎖状、分岐状及び/又は環状の部分構造が混在していてもよい。立体異性体が存在する場合は、それらの立体異性体の全てを包含する。
さらに、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
In this specification, unless otherwise specified, specific chemical substituents described later can be applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms. Those which can take any of linear, branched or cyclic are included unless otherwise specified, and in the same group, linear, branched and / or cyclic partial structures are mixed. It may be. When stereoisomers exist, all of those stereoisomers are included.
Further, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having a structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- ". Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

ペルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロ−n−プロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロ−n−ブチル基、ペルフルオロ−sec−ブチル基、ペルフルオロ−tert−ブチル基、ペルフルオロ−n−ペンチル基、ペルフルオロ−n−ヘキシル基などが挙げられる。なかでも、ペルフルオロメチル基が好ましい。   Examples of perfluoroalkyl groups include perfluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoro-n-propyl group, perfluoroisopropyl group, perfluoro-n-butyl group, perfluoro-sec-butyl group, perfluoro-tert-butyl group, perfluoro-n- A pentyl group, a perfluoro-n-hexyl group, etc. are mentioned. Of these, a perfluoromethyl group is preferable.

2価の飽和炭化水素基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基を含む2価の基が挙げられる。
アルキレン基としては、例えば、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、プロピリデン基等が挙げられる
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group include divalent groups including an alkylene group and a cycloalkylene group.
Examples of the alkylene group include a methylene group, a dimethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, an undecamethylene group, and a dodecamethylene group. , Tridecamethylene group, tetradecamethylene group, pentadecamethylene group, hexadecamethylene group, heptacamethylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, sec-butylene group, tert-butylene group, propylidene group, etc. Be mentioned

シクロアルキレン基を含む2価の基としては、式(X−A)〜式(X−C)で表される基が挙げられる。

Figure 2011051981
[式(X−A)〜式(X−C)中、
1A及びX1Bは、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキレン基を表す。ただし、式(X−A)〜式(X−C)で表される基の炭素数は1〜17である。] Examples of the divalent group containing a cycloalkylene group include groups represented by the formula (X 1 -A) to the formula (X 1 -C).
Figure 2011051981
[In the formula (X 1 -A) to formula (X 1 -C),
X 1A and X 1B each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. However, the number of carbon atoms of the group represented by the formula (X 1 -A) ~ Formula (X 1 -C) is 1 to 17. ]

2価の飽和炭化水素基に含まれる1以上のメチレン基が酸素原子又はカルボニル基で置換された基としては、例えば、−X11−O−、−X11−CO−O−、−X11−O−CO−、−X11−O−X12−などが挙げられ、好ましくは−X11−O−及び−X11−CO−O−が挙げられ、より好ましくは−X11−CO−O−が挙げられる。
ここで、X11及びX12は、互いに独立に、単結合又は炭素数1〜15のアルキレン基を表す。ただし、当該アルキレン基に含まれるメチレン基が置換された基において、上記の各基の主鎖を構成する原子数は、kと同じ、1〜17である。
The one or more methylene groups contained in the divalent saturated hydrocarbon group substituted by an oxygen atom or a carbonyl group group, for example, -X 11 -O -, - X 11 -CO-O -, - X 11 —O—CO—, —X 11 —O—X 12 — and the like are preferable, —X 11 —O— and —X 11 —CO—O— are preferable, and —X 11 —CO— is more preferable. O- is mentioned.
Here, X < 11 > and X < 12 > represent a single bond or a C1-C15 alkylene group mutually independently. However, in the group in which the methylene group contained in the alkylene group is substituted, the number of atoms constituting the main chain of each of the above groups is 1 to 17, which is the same as k.

脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などのアルキル基等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ノルボルニル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、イソボルニル基などのシクロアルキル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントニル基等のアリール基等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, heptyl. Groups, alkyl groups such as 2-ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, and the like.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclononyl group, a cyclodecyl group, a norbornyl group, a 1-adamantyl group, and a 2-adamantyl group. And a cycloalkyl group such as an isobornyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include aryl groups such as a phenyl group, a naphthyl group, and an antonyl group.

環としては、硫黄原子を少なくとも1つ含有する複素環が挙げられる。例えば、チイラン、チアン、チイン、チアゾリン、イアゾリジン、オキサチオラン等が挙げられる。   Examples of the ring include a heterocyclic ring containing at least one sulfur atom. For example, thiirane, thiane, thiin, thiazoline, iazolidine, oxathiolane and the like can be mentioned.

が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、オキソ基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜7のアルコキシカルボニル基又は炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜10の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基等の炭化水素基が挙げられる。 Examples of the substituent that Y 1 may have include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an oxo group, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, carbon An alkoxycarbonyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and 7 to 7 carbon atoms And hydrocarbon groups such as 21 aralkyl groups.

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、ヘプトキシ基、オクトキシ基、2−エチルヘキトキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
As an alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentoxy group, an n-hexoxy group, a heptoxy group, an octoxy group , 2-ethylhexoxy group, nonyloxy group, decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group and the like.

アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロピポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペントキシカルボニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an n-propioxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, a sec-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonyl group, and an n-pentoxycarbonyl group. Etc.
Examples of the aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, phenylpropyl group, trityl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group and the like.

及びAが有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、水酸基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数4〜36の脂環式炭化水素が挙げられ、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基又は炭素数2〜4のアシル基で置換されていてもよい。
水酸基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
Examples of the substituent that A 1 and A 2 may have include, for example, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or 4 carbon atoms. -36 alicyclic hydrocarbon is mentioned, The hydrogen atom contained in this alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxyl group, a C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkoxy group, carbon The aryl group having 6 to 12 carbon atoms, the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, the glycidyloxy group, or the acyl group having 2 to 4 carbon atoms may be substituted.
Examples of the alkyl group which may have a hydroxyl group include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.

Arが有していてもよい置換基としては、例えば、水酸基、水酸基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数4〜36の脂環式炭化水素が挙げられ、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基又は炭素数2〜4のアシル基で置換されていてもよい。 Examples of the substituent that Ar 1 may have include, for example, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or a group having 4 to 36 carbon atoms. An alicyclic hydrocarbon is mentioned, The hydrogen atom contained in this alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxyl group, a C1-C12 alkyl group, a C1-C12 alkoxy group, C6-C6. It may be substituted with a 12 aryl group, a C7-12 aralkyl group, a glycidyloxy group or a C2-4 acyl group.

式(I−BB)で表される塩では、Q1およびQ2は、それぞれ独立にフッ素原子または−CFであることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In the salt represented by the formula (I-BB), Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or —CF 3 , and more preferably a fluorine atom.

は、式(X−1)で表される基であることが好ましい。

Figure 2011051981
[式(X−1)中、
a1は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す。] X 1 is preferably a group represented by the formula (X 1 -1).
Figure 2011051981
[In the formula (X 1 -1),
X a1 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —. ]

としては、具体的には、下記の基が挙げられる。

Figure 2011051981
Specific examples of X 1 include the following groups.
Figure 2011051981

は、好ましくは置換基を有してもよい炭素数3〜36の脂環式炭化水素基である。
として、式(W1)〜式(W26)で表される基などが挙げられる。
Y 1 is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms which may have a substituent.
Examples of Y 1 include groups represented by formulas (W1) to (W26).

Figure 2011051981
Figure 2011051981

としては、さらに、Yに含まれる水素原子が置換されていないか又は炭化水素基のみで置換された基(ただし、Yに含まれるメチレン基は、酸素原子で置換されていてもよい。)及び水酸基又は水酸基を含む基で置換された基(ただし、ラクトン構造を有するものを除く)並びにYに含まれる隣接する2つのメチレン基が酸素原子とカルボニル基とで置換されたラクトン構造を有する基及びYに含まれる1つのメチレン基がカルボニル基で置換されたケトン構造を有する基、Yに含まれる水素原子が芳香族炭化水素基又は芳香環を有する基で置換された基、Yに含まれる1つのメチレン基が酸素原子で置換されたエーテル構造を有する基などが挙げられる。 Y 1 is a group in which a hydrogen atom contained in Y 1 is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (provided that a methylene group contained in Y 1 may be substituted with an oxygen atom) And a group substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group (excluding those having a lactone structure) and a lactone in which two adjacent methylene groups contained in Y 1 are substituted with an oxygen atom and a carbonyl group A group having a structure and a group having a ketone structure in which one methylene group contained in Y 1 is substituted with a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in Y 1 is substituted with an aromatic hydrocarbon group or a group having an aromatic ring And a group having an ether structure in which one methylene group contained in Y 1 is substituted with an oxygen atom.

特に、Yは、式(Y−1)〜式(Y−3)のいずれかで表される基であることが好ましい。

Figure 2011051981
[式(Y−1)〜式(Y−3)中、
環に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよく、環に含まれる水素原子は、置換されていてもよい。]
環に含まれる水素原子が置換されていてもよい置換基としては、Yの置換基として例示したものが挙げられる。 In particular, Y 1 is preferably a group represented by any one of formulas (Y 1 -1) to (Y 1 -3).

Figure 2011051981
[In the formula (Y 1 -1) to the formula (Y 1 -3),
The methylene group contained in the ring may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the ring may be substituted. ]
Examples of the substituent in which the hydrogen atom contained in the ring may be substituted include those exemplified as the substituent for Y 1 .

としては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011051981
Examples of Y 1 include the following groups.

Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

及びAは、芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基又はナフチル基であることがより好ましい。
Arは、フェニレン基であることが好ましく、p−フェニレン基であることがより好ましい。
、m、m及びmは、1であることが好ましい。
A 1 and A 2 are preferably aromatic hydrocarbon groups, more preferably phenyl groups or naphthyl groups.
Ar 1 is preferably a phenylene group, and more preferably a p-phenylene group.
m 1 , m 2 , m 3 and m 4 are preferably 1.

式(I−BB)で表される塩のアニオンとしては、以下の式(IA)、式(IB)、式(IC)又は式(ID)で表されるアニオン等が挙げられ、好ましくは式(IA)及び式(IB)で表されるアニオン等が挙げられる。   Examples of the anion of the salt represented by the formula (I-BB) include anions represented by the following formula (IA), formula (IB), formula (IC) or formula (ID). An anion etc. which are represented by (IA) and a formula (IB) are mentioned.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

[式(IA)、式(IB)、式(IC)及び式(ID)中、
、Q及びYは、式(I−BB)における定義と同じである。
10は、単結合又は炭素数1〜15のアルキレン基を表す。
11及びX12は、互いに独立に、炭素数1〜15のアルキレン基を表す。]
[In formula (IA), formula (IB), formula (IC) and formula (ID),
Q 1 , Q 2 and Y 1 are the same as defined in formula (I-BB).
X 10 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms.
X 11 and X 12 each independently represent an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms. ]

アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   Examples of the anion include the following.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
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Figure 2011051981
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Figure 2011051981
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Figure 2011051981
Figure 2011051981

式(I−BB)で表される塩のカチオンとしては、例えば、式(BB−a1)で表されるカチオン等が挙げられる。

Figure 2011051981
[式(BB−a1)中、
、A、m及びmは、前記と同じ意味を表す。
33は、互いに独立に、水酸基、水酸基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数4〜36の脂環式炭化水素を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基又は炭素数2〜4のアシル基で置換されていてもよい。
tは、0〜4の整数である。] Examples of the cation of the salt represented by the formula (I-BB) include a cation represented by the formula (BB-a1).
Figure 2011051981
[In the formula (BB-a1),
A 1 , A 2 , m 1 and m 2 represent the same meaning as described above.
P 33 represents independently, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a hydroxyl group, an alicyclic hydrocarbon alkoxy group or a C 4 to 36 from 1 to 12 carbon atoms, The hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or 7 to 7 carbon atoms. It may be substituted with 12 aralkyl groups, glycidyloxy groups or acyl groups having 2 to 4 carbon atoms.
t is an integer of 0-4. ]

式(I−BB)で表される塩のカチオンとしては、好ましくは、式(BB−a2)で表されるカチオン等が挙げられる。

Figure 2011051981
[式(BB−a2)中、
33及びtは、前記と同じ意味を表す。
32及びP34は、互いに独立に、水酸基、水酸基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数4〜36の脂環式炭化水素を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基又は炭素数2〜4のアシル基で置換されていてもよい。
s及びuは、互いに独立に、0〜5の整数である。] The cation of the salt represented by the formula (I-BB) is preferably a cation represented by the formula (BB-a2).
Figure 2011051981
[In the formula (BB-a2),
P 33 and t represent the same meaning as described above.
P 32 and P 34 are each independently a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon having 4 to 36 carbon atoms, which may have a hydroxyl group. The hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, carbon It may be substituted with an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
s and u are integers of 0 to 5 independently of each other. ]

式(I−BB)で表される塩におけるカチオンとして、より好ましくは、例えば、式(BB−a3)で表されるカチオン等が挙げられる。

Figure 2011051981
[式(BB−a3)中、P33及びtは、前記と同じ意味を表す。] More preferred examples of the cation in the salt represented by the formula (I-BB) include a cation represented by the formula (BB-a3).
Figure 2011051981
[In the formula (BB-a3), P 33 and t represent the same meaning as described above. ]

式(I−BB)で表される塩におけるカチオンとしては、例えば、以下のカチオンが挙げられる。

Figure 2011051981
Examples of the cation in the salt represented by the formula (I-BB) include the following cations.
Figure 2011051981

本発明の塩では、上述したアニオン及びカチオンを任意に組み合わせることができる。   In the salt of this invention, the anion and cation mentioned above can be combined arbitrarily.

式(I−BB)で表される塩としては、式(I−BB−1’)〜式(I−BB−8’)で表される塩が挙げられる。   Examples of the salt represented by the formula (I-BB) include salts represented by the formula (I-BB-1 ') to the formula (I-BB-8').

Figure 2011051981
[式(I−BB−1’)〜式(I−BB−8’)中、
32、P33、P34、s、t及びuは、前記と同じ意味を表す。]
Figure 2011051981
[In formula (I-BB-1 ′) to formula (I-BB-8 ′),
P 32 , P 33 , P 34 , s, t, and u represent the same meaning as described above. ]

上記の組合せのうち、好ましくは以下の塩が挙げられる。

Figure 2011051981


Figure 2011051981

中でも、式(I−BB−1)〜式(I−BB−8)で表される塩が好ましい。 Of the above combinations, the following salts are preferable.

Figure 2011051981


Figure 2011051981

Among these, salts represented by the formula (I-BB-1) to the formula (I-BB-8) are preferable.


塩(I−BB)は、例えば、式(I−BB−a)で表される塩と式(I−BB−b)で表される塩とを溶剤中で反応させることにより得ることができる。

Figure 2011051981
溶剤としては、クロロホルム等が挙げられる。
式(I−BB−a)で表される塩は、例えば、国際公開番号WO2005/109102号に記載された方法に準じて製造することができる。
式(I−BB−b)で表される塩は、例えば、特開第2008−209917号公報に記載された方法に準じて製造することができる。
The salt (I-BB) can be obtained, for example, by reacting a salt represented by the formula (I-BB-a) with a salt represented by the formula (I-BB-b) in a solvent. .

Figure 2011051981
Examples of the solvent include chloroform.
The salt represented by the formula (I-BB-a) can be produced, for example, according to the method described in International Publication No. WO2005 / 109102.
The salt represented by the formula (I-BB-b) can be produced, for example, according to the method described in JP-A-2008-209917.

本発明の酸発生剤は、式(I−BB)で表される塩を含有する。式(I−BB)で表される塩を酸発生剤として使用する場合、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明の酸発生剤は、さらに、式(I−BB)で表される塩以外の公知の塩、式(I−BB)で表される塩に含まれるカチオン及び公知のアニオンからなる塩、並びに式(I−BB)で表される塩に含まれるアニオン及び公知のカチオンからなる塩等と組み合わせて使用されてもよい。   The acid generator of the present invention contains a salt represented by the formula (I-BB). When using the salt represented by a formula (I-BB) as an acid generator, you may use individually or in combination of 2 or more types. The acid generator of the present invention further comprises a known salt other than the salt represented by the formula (I-BB), a cation contained in the salt represented by the formula (I-BB), and a known anion. You may use it in combination with the salt which consists of a salt, the anion contained in the salt represented by a formula (I-BB), and a well-known cation.

公知のカチオンとしては、例えば、式(IXz)、式(IXb)、式(IXc)又は式(IXd)で表されるカチオン等が挙げられる。

Figure 2011051981
式(IXz)中、
、P及びPは、互いに独立に、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基に含まれる水素原子は、水酸基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数3〜12の環式炭化水素基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素に含まれる水素原子は、水酸基、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数4〜36の脂環式炭化水素で置換されていてもよい。
式(IXb)中、P及びPは、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。 Examples of the known cation include a cation represented by the formula (IXz), the formula (IXb), the formula (IXc), or the formula (IXd).
Figure 2011051981
In the formula (IXz),
P a , P b and P c each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, The hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group or aromatic group. The hydrogen atom contained in the hydrocarbon may be substituted with a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an alicyclic hydrocarbon having 4 to 36 carbon atoms. .
In formula (IXb), P 4 and P 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.

式(IXc)中、
及びPは、互いに独立に、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数3〜12のシクロアルキル基を表すか、PとPとが一緒になって、炭素数3〜12の環を形成する。
は、水素原子を表し、Pは、炭素数1〜12のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、PとPとが一緒になって、炭素数3〜12の環を形成する。
In formula (IXc),
P 6 and P 7 each independently represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or P 6 and P 7 together represent 3 to 12 carbon atoms. Form a ring.
P 8 represents a hydrogen atom, and P 9 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, or P 8 and P 8 9 together form a ring having 3 to 12 carbon atoms.

式(IXd)中、
10〜P21は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Eは、硫黄原子又は酸素原子を表す。
mは、0又は1を表す。]
In formula (IXd),
P 10 to P 21 are independently of each other, represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms.
E represents a sulfur atom or an oxygen atom.
m represents 0 or 1. ]

及びP、又は、P及びPが一緒になって形成する環としては、芳香族及び非芳香族の環のいずれでもよい。
とPとが互いに結合して形成する環としては、硫黄原子を少なくとも1つ含有する複素環が挙げられる。例えば、−S(P)(P)基としては、以下で表される基等が挙げられる。

Figure 2011051981
なかでも、テトラヒドロチオフェニウム基が好ましい。
における芳香族炭化水素基の置換基としては、炭素数1〜12のアルキル基等が挙げられる。
とPとが互いに結合して環を形成する場合、−CH(P)−CO−P基としては、以下の基などが挙げられる。
Figure 2011051981
ここで、*は硫黄原子との結合手を示す。 The ring formed by P 6 and P 7 or P 8 and P 9 together may be either an aromatic or non-aromatic ring.
Examples of the ring formed by combining P 6 and P 7 with each other include a heterocyclic ring containing at least one sulfur atom. For example, examples of the —S + (P 6 ) (P 7 ) group include groups represented by the following.

Figure 2011051981
Of these, a tetrahydrothiophenium group is preferable.
The substituent of the aromatic hydrocarbon group for P 8, include alkyl groups of 1 to 12 carbon atoms.
When P 8 and P 9 are bonded to each other to form a ring, examples of the —CH (P 8 ) —CO—P 9 group include the following groups.
Figure 2011051981
Here, * indicates a bond with a sulfur atom.

式(IXz)で表されるカチオンの具体例としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。

Figure 2011051981
Specific examples of the cation represented by the formula (IXz) include the following.
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

前記式(IXb)で表されるカチオンの具体例としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   Specific examples of the cation represented by the formula (IXb) include the followings.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

前記式(IXc)で表されるカチオンの具体例としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   Specific examples of the cation represented by the formula (IXc) include the followings.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

前記式(IXd)で表されるカチオンの具体例としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   Specific examples of the cation represented by the formula (IXd) include the followings.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

本発明のレジスト組成物は、上述した酸発生剤と、樹脂とを含有する。
樹脂は酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である。
The resist composition of the present invention contains the acid generator described above and a resin.
The resin is a resin having an acid labile group, insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.

本発明のレジスト組成物において、酸発生剤である式(I−BB)で示される塩は、露光により酸を発生し、樹脂中の基であって酸に不安定な基に対して触媒的に作用して開裂させ、樹脂をアルカリ水溶液に可溶なものとする。このようなレジスト組成物は化学増幅型ポジ型レジスト組成物として好適である。   In the resist composition of the present invention, the salt represented by the formula (I-BB), which is an acid generator, generates an acid upon exposure and is catalytic to a group in the resin that is unstable to the acid. To cause the resin to be soluble in an aqueous alkali solution. Such a resist composition is suitable as a chemically amplified positive resist composition.

酸に不安定な基としては、酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子であるアルキルエステルを有する基、脂環式エステルなどのカルボン酸エステルを有する基、酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子であるラクトン環を有する基などが挙げられる。ここで、4級炭素原子とは、水素原子以外の置換基と結合していて水素とは結合していない炭素原子を意味する。酸に不安定な基としては、エーテル結合の酸素原子に隣接する炭素原子が3つの炭素原子と結合した4級炭素原子を有する基であることが好ましい。   Examples of the acid labile group include a group having an alkyl ester in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom is a quaternary carbon atom, a group having a carboxylic acid ester such as an alicyclic ester, and a carbon atom adjacent to the oxygen atom. And a group having a lactone ring which is a quaternary carbon atom. Here, the quaternary carbon atom means a carbon atom bonded to a substituent other than a hydrogen atom and not bonded to hydrogen. The acid labile group is preferably a group having a quaternary carbon atom in which a carbon atom adjacent to an oxygen atom of an ether bond is bonded to three carbon atoms.

酸に不安定な基は、例えば、カルボン酸エステルを有する基を−COORのRエステル(−COO−C(CH33 をtert−ブチルエステルと称する)として例示すると、
tert−ブチルエステルに代表される酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子であるアルキルエステル;
メトキシメチルエステル、エトキシメチルエステル、1−エトキシエチルエステル、1−イソブトキシエチルエステル、1−イソプロポキシエチルエステル、1−エトキシプロピルエステル、1−(2−メトキシエトキシ)エチルエステル、1−(2−アセトキシエトキシ)エチルエステル、1−〔2−(1−アダマンチルオキシ)エトキシ〕エチルエステル、1−〔2−(1−アダマンタンカルボニルオキシ)エトキシ〕エチルエステル、テトラヒドロ−2−フリルエステル及びテトラヒドロ−2−ピラニルエステルなどのアセタール型エステル;
イソボルニルエステル及び1−アルキルシクロアルキルエステル、2−アルキル−2−アダマンチルエステル、1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキルエステルなどの酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子である脂環式エステルなどが挙げられる。
Acid labile groups, for example, when exemplified as R ester -COOR a group having a carboxylic acid ester (a -COO-C (CH 3) 3 is referred to as a tert- butyl ester),
an alkyl ester in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom represented by tert-butyl ester is a quaternary carbon atom;
Methoxymethyl ester, ethoxymethyl ester, 1-ethoxyethyl ester, 1-isobutoxyethyl ester, 1-isopropoxyethyl ester, 1-ethoxypropyl ester, 1- (2-methoxyethoxy) ethyl ester, 1- (2- Acetoxyethoxy) ethyl ester, 1- [2- (1-adamantyloxy) ethoxy] ethyl ester, 1- [2- (1-adamantanecarbonyloxy) ethoxy] ethyl ester, tetrahydro-2-furyl ester and tetrahydro-2- Acetal-type esters such as pyranyl esters;
The carbon atom adjacent to the oxygen atom such as isobornyl ester, 1-alkyl cycloalkyl ester, 2-alkyl-2-adamantyl ester, 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl ester is a quaternary carbon atom. Examples include alicyclic esters.

このようなカルボン酸エステルを有する基としては、(メタ)アクリル酸エステル、ノルボルネンカルボン酸エステル、トリシクロデセンカルボン酸エステル、テトラシクロデセンカルボン酸エステルを有する基が挙げられる。   Examples of the group having a carboxylic acid ester include a group having a (meth) acrylic acid ester, a norbornene carboxylic acid ester, a tricyclodecene carboxylic acid ester, and a tetracyclodecene carboxylic acid ester.

樹脂は、酸に不安定な基とオレフィン性二重結合とを有するモノマーを付加重合して製造することができる。
かかるモノマーとしては、酸に不安定な基として、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキル基などのような脂環式構造などの嵩高い基を含むモノマーが、得られるレジストの解像度が優れる傾向があることから好ましい。
The resin can be produced by addition polymerization of a monomer having an acid labile group and an olefinic double bond.
Such monomers include bulky groups such as alicyclic structures such as 2-alkyl-2-adamantyl groups and 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl groups as acid labile groups. Monomers are preferred because the resolution of the resulting resist tends to be excellent.

具体的な嵩高い基を含むモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−アルキル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキル、α−クロロアクリル酸2−アルキル−2−アダマンチル、α−クロロアクリル酸1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキルなどが挙げられる。   Specific examples of the monomer containing a bulky group include 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl (meth) acrylate, and 5-norbornene-2. -2-alkyl-2-adamantyl carboxylate, 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl 5-norbornene-2-carboxylate, 2-alkyl-2-adamantyl α-chloroacrylate, α-chloroacrylic acid 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl and the like.

とりわけ(メタ)アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルやα−クロロアクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルをモノマーとして用いた場合は、得られるレジストの解像度が優れる傾向があることから好ましい。   In particular, when 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate or 2-alkyl-2-adamantyl α-chloroacrylate is used as a monomer, it is preferable because the resolution of the resulting resist tends to be excellent.

具体的には、(メタ)アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルとしては、例えば、アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、アクリル酸2−n−ブチル−2−アダマンチルなどが挙げられる。α−クロロアクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルとしては、例えば、α−クロロアクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、α−クロロアクリル酸2−エチル−2−アダマンチルなどが挙げられる。   Specifically, as 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate, for example, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 2-ethyl-2-acrylate Examples include adamantyl, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 2-n-butyl-2-adamantyl acrylate, and the like. Examples of the α-chloro-2-alkyl-2-adamantyl α-chloroacrylate include 2-methyl-2-adamantyl α-chloroacrylate, 2-ethyl-2-adamantyl α-chloroacrylate, and the like.

これらの中でも(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル又は(メタ)アクリル酸2−イソプロピル−2−アダマンチルを用いた場合、得られるレジストの感度が優れ耐熱性にも優れる傾向があることから好ましい。   Among these, when 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate or 2-isopropyl-2-adamantyl (meth) acrylate is used, the resulting resist tends to have excellent sensitivity and heat resistance. preferable.

(メタ)アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルは、通常、2−アルキル−2−アダマンタノール又はその金属塩とアクリル酸ハライド又はメタクリル酸ハライドとの反応により製造できる。   (Meth) acrylic acid 2-alkyl-2-adamantyl can be usually produced by a reaction of 2-alkyl-2-adamantanol or a metal salt thereof with acrylic acid halide or methacrylic acid halide.

樹脂は、酸に安定なモノマーに由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。ここで、酸に安定なモノマーに由来する構造とは、本発明の酸発生剤によって開裂しない構造を意味する。
具体的には、アクリル酸やメタクリル酸のような遊離のカルボン酸基を有するモノマーに由来する繰り返し単位、無水マレイン酸や無水イタコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物に由来する繰り返し単位、2−ノルボルネンに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリロニトリルに由来する繰り返し単位、酸素原子に隣接する炭素原子が2級炭素原子または3級炭素原子のアルキルエステルや1−アダマンチルエステルである(メタ)アクリル酸エステル類に由来する繰り返し単位、p−又はm−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する繰り返し単位、ラクトン環がアルキル基で置換されていてもよい(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンに由来する繰り返し単位などを挙げることができる。なお、1−アダマンチルエステルは、酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子であるが、酸に安定な基であり、1−アダマンチルエステルには水酸基などが結合していてもよい。
The resin may contain repeating units derived from acid stable monomers. Here, the structure derived from an acid-stable monomer means a structure that is not cleaved by the acid generator of the present invention.
Specifically, a repeating unit derived from a monomer having a free carboxylic acid group such as acrylic acid or methacrylic acid, a repeating unit derived from an aliphatic unsaturated dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or itaconic anhydride , A repeating unit derived from 2-norbornene, a repeating unit derived from (meth) acrylonitrile, an alkyl ester or 1-adamantyl ester in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom is a secondary or tertiary carbon atom (meth) Derived from a repeating unit derived from an acrylate ester, a repeating unit derived from a styrene monomer such as p- or m-hydroxystyrene, and a (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone in which the lactone ring may be substituted with an alkyl group And the like. In the 1-adamantyl ester, the carbon atom adjacent to the oxygen atom is a quaternary carbon atom. However, the 1-adamantyl ester is an acid-stable group, and a hydroxyl group or the like may be bonded to the 1-adamantyl ester.

具体的な酸に安定なモノマーとしては、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル、α−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、式(a)で示される繰り返し単位を与えるモノマー、式(b)で示される繰り返し単位を与えるモノマー、ヒドロキシスチレン、ノルボルネンなどの分子内にオレフィン性二重結合を有する脂環式化合物、無水マレイン酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸などが例示される。   Specific examples of the acid-stable monomer include 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, a monomer that gives a repeating unit represented by the formula (a), a monomer that gives a repeating unit represented by the formula (b), hydroxystyrene, norbornene, etc. Examples thereof include an alicyclic compound having a bond, an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid anhydride such as maleic anhydride, and itaconic anhydride.

なかでも、特に、p−又はm−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチルに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルに由来する繰り返し単位、式(a)で示される繰り返し単位、式(b)で示される繰り返し単位のいずれかを含む樹脂から得られるレジストは、基板への接着性及びレジストの解像度が向上する傾向にあることから好ましい。   Among them, in particular, a repeating unit derived from a styrenic monomer such as p- or m-hydroxystyrene, a repeating unit derived from 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 3,5- A resist obtained from a resin containing any one of a repeating unit derived from dihydroxy-1-adamantyl, a repeating unit represented by the formula (a), and a repeating unit represented by the formula (b) has the following characteristics: This is preferable because the resolution tends to improve.

Figure 2011051981
(式中、R1及びR2は、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表し、R3及びR4は、互いに独立に水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はハロゲン原子を表し、i及びjは、1〜3の整数を表す。iが2または3のときには、R3は互いに異なる基であってもよく、jが2または3のときには、R4は互いに異なる基であってもよい。)
Figure 2011051981
(In the formula, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group; R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a halogen atom; And j represents an integer of 1 to 3. When i is 2 or 3, R 3 may be a different group, and when j is 2 or 3, R 4 may be a different group. Good.)

(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸3、5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルなどのモノマーは、市販されている。例えば、対応するヒドロキシアダマンタンを(メタ)アクリル酸又はそのハライドと反応させることにより、製造することもできる。   Monomers such as (meth) acrylic acid 3-hydroxy-1-adamantyl and (meth) acrylic acid 3,5-dihydroxy-1-adamantyl are commercially available. For example, it can also be produced by reacting the corresponding hydroxyadamantane with (meth) acrylic acid or its halide.

また、(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンなどのモノマーは、ラクトン環がアルキル基で置換されていてもよいα−もしくはβ−ブロモ−γ−ブチロラクトンにアクリル酸もしくはメタクリル酸を反応させるか、又はラクトン環がアルキル基で置換されていてもよいα−もしくはβ−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトンにアクリル酸ハライドもしくはメタクリル酸ハライドを反応させることにより製造できる。   In addition, a monomer such as (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone is obtained by reacting α- or β-bromo-γ-butyrolactone whose lactone ring may be substituted with an alkyl group with acrylic acid or methacrylic acid, or lactone. It can be produced by reacting an α- or β-hydroxy-γ-butyrolactone whose ring may be substituted with an alkyl group with an acrylic acid halide or a methacrylic acid halide.

式(a)、式(b)で示される繰り返し単位を与えるモノマーは、例えば、次のような水酸基を有する脂環式ラクトンの(メタ)アクリル酸エステル、それらの混合物等が挙げられる。これらのエステルは、例えば、対応する水酸基を有する脂環式ラクトンと(メタ)アクリル酸類との反応により製造することができる(例えば、特開2000−26446号公報参照)。   Examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formulas (a) and (b) include (meth) acrylic acid esters of alicyclic lactones having the following hydroxyl groups, and mixtures thereof. These esters can be produced, for example, by a reaction between a corresponding alicyclic lactone having a hydroxyl group and (meth) acrylic acid (see, for example, JP-A No. 2000-26446).

Figure 2011051981
Figure 2011051981

ここで、(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンとしては、例えば、α−アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイロキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、α−メタクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。   Here, as (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, for example, α-acryloyloxy-γ-butyrolactone, α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone, α-acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α- Methacryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α-acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, α-methacryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, β-acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- Examples include methacryloyloxy-γ-butyrolactone, β-methacryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, and the like.

KrFエキシマレーザ露光、EUV露光の場合は、樹脂の繰り返し単位として、p−又はm−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーに由来する繰り返し単位を用いても充分な透過率を得ることができる。このような共重合樹脂を得る場合は、該当する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとアセトキシスチレン、及びスチレンをラジカル重合した後、酸によって脱アセチルすることによって得ることができる。
スチレン系モノマーに由来する繰り返し単位を与えるモノマーとしては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
In the case of KrF excimer laser exposure and EUV exposure, sufficient transmittance can be obtained even when a repeating unit derived from a styrene monomer such as p- or m-hydroxystyrene is used as the resin repeating unit. Such a copolymer resin can be obtained by radically polymerizing the corresponding (meth) acrylic acid ester monomer, acetoxystyrene, and styrene and then deacetylating with an acid.
As a monomer which gives the repeating unit derived from a styrene-type monomer, the following compounds are mentioned, for example.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

以上のモノマーのうち、4−ヒドロキシスチレン又は4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンが特に好ましい。   Of the above monomers, 4-hydroxystyrene or 4-hydroxy-α-methylstyrene is particularly preferred.

また、2−ノルボルネンに由来する繰り返し単位を含む樹脂は、その主鎖に直接脂環式骨格を有するために頑丈な構造となり、ドライエッチング耐性に優れるという特性を示す。2−ノルボルネンに由来する繰り返し単位は、例えば対応する2−ノルボルネンの他に無水マレイン酸や無水イタコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物を併用したラジカル重合により主鎖へ導入し得る。したがって、ノルボルネン構造の二重結合が開いて形成されるものは式(c)で表すことができ、無水マレイン酸無水物及び無水イタコン酸無水物の二重結合が開いて形成されるものはそれぞれ式(d)及び式(e)で表すことができる。   Moreover, since the resin containing a repeating unit derived from 2-norbornene has an alicyclic skeleton directly in its main chain, it has a strong structure and exhibits excellent dry etching resistance. The repeating unit derived from 2-norbornene can be introduced into the main chain by radical polymerization using, in addition to the corresponding 2-norbornene, an aliphatic unsaturated dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or itaconic anhydride. Therefore, the one formed by opening the double bond of the norbornene structure can be represented by the formula (c), and the one formed by opening the double bond of maleic anhydride and itaconic anhydride is respectively It can represent with Formula (d) and Formula (e).

Figure 2011051981
Figure 2011051981

ここで、式(c)中のR5及びR6は、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、カルボキシル基、シアノ基もしくは−COOU(Uはアルコール残基である)を表すか、あるいは、R5及びR6が結合して、−C(=O)OC(=O)−で示されるカルボン酸無水物残基を表す。
5及びR6が基−COOUである場合は、カルボキシル基がエステル基となったものであり、Uに相当するアルコール残基としては、例えば、置換されていてもよい炭素数1〜8程度のアルキル基、2−オキソオキソラン−3−又は−4−イル基などを挙げることができる。ここで、該アルキル基は、水酸基や脂環式炭化水素残基などが置換基として結合していてもよい。
5及びR6がアルキル基である場合の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられ、水酸基が結合したアルキル基の具体例としては、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
Here, R 5 and R 6 in formula (c) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a carboxyl group, a cyano group, or —COOU (U is an alcohol residue). Or R 5 and R 6 are bonded to each other to represent a carboxylic anhydride residue represented by —C (═O) OC (═O) —.
When R 5 and R 6 are a group —COOU, the carboxyl group is an ester group, and the alcohol residue corresponding to U has, for example, about 1 to 8 carbon atoms that may be substituted. And an alkyl group, a 2-oxooxolan-3- or -4-yl group. Here, in the alkyl group, a hydroxyl group, an alicyclic hydrocarbon residue, or the like may be bonded as a substituent.
Specific examples when R 5 and R 6 are alkyl groups include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Specific examples of the alkyl group to which a hydroxyl group is bonded include a hydroxymethyl group and 2-hydroxyethyl group. Groups and the like.

このように、酸に安定な繰り返し単位を与えるモノマーである、式(c)で示されるノルボネン構造の具体例としては、次のような化合物を挙げることができる。
2−ノルボルネン、
2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、
5−ノルボルネン−2−メタノール、
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物。
Thus, specific examples of the norbornene structure represented by the formula (c), which is a monomer that gives a stable repeating unit to an acid, include the following compounds.
2-norbornene,
2-hydroxy-5-norbornene,
5-norbornene-2-carboxylic acid,
Methyl 5-norbornene-2-carboxylate,
2-hydroxy-1-ethyl 5-norbornene-2-carboxylate,
5-norbornene-2-methanol,
5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride.

なお、式(c)中のR5及びR6の−COOUのUが、酸素原子に隣接する炭素原子が4級炭素原子である脂環式エステルなどの酸に不安定な基であれば、ノルボルネン構造を有するといえども、酸に不安定な基を有する繰り返し単位である。ノルボルネン構造と酸に不安定な基を含むモノマーとしては、例えば、5−ノルボルネン−2−カルボン酸−t−ブチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチルシクロヘキシル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−メチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−エチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチルなどが例示される。 In addition, if U of R 5 and R 6 —COOU in the formula (c) is an acid labile group such as an alicyclic ester in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom is a quaternary carbon atom, Even though it has a norbornene structure, it is a repeating unit having an acid labile group. Examples of the monomer containing a norbornene structure and an acid labile group include, for example, 5-norbornene-2-carboxylic acid-t-butyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1-cyclohexyl-1-methylethyl, and 5-norbornene. 2-carboxylate 1-methylcyclohexyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 2-methyl-2-adamantyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 2-ethyl-2-adamantyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (4-methylcyclohexyl) -1-methylethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (4-hydroxycyclohexyl) -1-methylethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1-methyl-1- (4-Oxocyclohexyl) ethyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1- (1-adama) Chill) -1-methylethyl and the like.

さらに、酸に安定な基として、式(b1)で表される繰り返し単位及びフッ素原子を含有する繰り返し単位を含有してもよい。   Further, the acid-stable group may contain a repeating unit represented by the formula (b1) and a repeating unit containing a fluorine atom.

Figure 2011051981
[式(b1)中、Rは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
ARは、炭素数1〜30の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子の少なくとも1個以上がフッ素原子に置換されている。該炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又は−N(R)−で置換されていてもよく、該炭化水素基に含まれる水素原子は、水酸基又は炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。Rは、上記と同じ意味を表す。]
Figure 2011051981
[In formula (b1), R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
AR represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and at least one hydrogen atom contained in the hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom. The methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or —N (R c ) —, and the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group is a hydroxyl group or a carbon number of 1-6. May be substituted with an aliphatic hydrocarbon group. R c represents the same meaning as described above. ]

式(b1)で表される繰り返し単位を与えるモノマーとしては、具体的には、以下のモノマーを挙げることができる。   Specific examples of the monomer that gives the repeating unit represented by the formula (b1) include the following monomers.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

Figure 2011051981
Figure 2011051981

樹脂は、パターニング露光用の放射線の種類、酸に不安定な基の種類などによっても変動するが、通常、樹脂における酸に不安定な基を有するモノマーに由来する繰り返し単位の含有量を10〜80モル%の範囲に調整する。   The resin varies depending on the type of radiation for patterning exposure, the type of acid labile group, etc., but the content of repeating units derived from monomers having an acid labile group in the resin is usually 10 to 10. Adjust to the range of 80 mol%.

酸に不安定な基を有するモノマーに由来する繰り返し単位として、特に、メタクリル酸2−アルキル−2−アダマンチル、アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルメタクリル酸1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキル、アクリル酸2−アルキル−2−アダマンチルメタアクリル酸1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルキルに由来する繰り返し単位を含む場合は、該繰り返し単位が樹脂を構成する全繰り返し単位のうち15モル%以上となると、樹脂が脂環基を有するために頑丈な構造となり、与えるレジストのドライエッチング耐性の面で有利である。   As repeating units derived from monomers having acid labile groups, in particular, 2-alkyl-2-adamantyl methacrylate, 2-alkyl-2-adamantyl acrylate 1- (1-adamantyl) -1-alkyl methacrylate In the case of containing a repeating unit derived from alkyl, 2-alkyl-2-adamantyl methacrylate 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl acrylate, 15 of all repeating units constituting the resin. When it is at least mol%, the resin has an alicyclic group, so that it has a sturdy structure, which is advantageous in terms of dry etching resistance of the resist to be provided.

分子内にオレフィン性二重結合を有する脂環式化合物及び脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物をモノマーとする場合には、これらは付加重合しにくい傾向があるので、この点を考慮し、これらは過剰に使用することが好ましい。   When an alicyclic compound having an olefinic double bond in the molecule and an aliphatic unsaturated dicarboxylic acid anhydride are used as monomers, they tend to be difficult to undergo addition polymerization. It is preferable to use in excess.

用いられるモノマーとしてはオレフィン性二重結合が同じでも酸に不安定な基が異なるモノマーを併用してもよいし、酸に不安定な基が同じでもオレフィン性二重結合が異なるモノマーを併用してもよいし、酸に不安定な基とオレフィン性二重結合との組合せが異なるモノマーを併用してもよい。   As the monomer used, monomers having the same olefinic double bond but different acid labile groups may be used in combination, or monomers having the same acid labile group and different olefinic double bonds may be used in combination. Alternatively, monomers having different combinations of acid-labile groups and olefinic double bonds may be used in combination.

樹脂の重量平均分子量は、好ましくは2,500以上100,000以下であり、より好ましくは2,700以上50,000以下であり、さらに好ましくは3,000以上40,000以下である。   The weight average molecular weight of the resin is preferably 2,500 or more and 100,000 or less, more preferably 2,700 or more and 50,000 or less, and still more preferably 3,000 or more and 40,000 or less.

上述した酸発生剤と樹脂とを含有する組成物をレジスト組成物として用いる場合、塩基性化合物、好ましくは、塩基性含窒素有機化合物、より好ましくはアミン又はアンモニウム塩を含有させる。塩基性化合物をクエンチャーとして添加することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を改良することができる。クエンチャーに用いられる塩基性化合物の具体的な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げられる。   When the composition containing the acid generator and the resin described above is used as a resist composition, a basic compound, preferably a basic nitrogen-containing organic compound, more preferably an amine or ammonium salt is contained. By adding a basic compound as a quencher, it is possible to improve the performance degradation due to the deactivation of the acid accompanying the holding after exposure. Specific examples of the basic compound used for the quencher include those represented by the following formulas.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

式中、R11、R12及びR17は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表し、該アルキル基、シクロアルキル基及びアリール基に含まれる水素原子は、ヒドロキシル基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アミノ基に含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。 In the formula, R 11 , R 12 and R 17 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, The hydrogen atom contained in the alkyl group, cycloalkyl group and aryl group may be substituted with a hydroxyl group, an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the amino group is a carbon atom. It may be substituted with an alkyl group of formulas 1-4.

13及びR14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表すか、R13とR14とが結合して芳香環を形成し、該アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアルコキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシル基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アミノ基に含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。 R 13 and R 14 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. R 13 and R 14 are combined to form an aromatic ring, and the hydrogen atom contained in the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and alkoxy group is a hydroxyl group, an amino group or a carbon number of 1 to 6 may be substituted with an alkoxy group, and the hydrogen atom contained in the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

15は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜6のアルコキシ基又はニトロ基を表し、該アルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアルコキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシル基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アミノ基に含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。 R 15 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or a nitro group. The hydrogen atom contained in the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and alkoxy group may be substituted with a hydroxyl group, an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and is contained in the amino group. The hydrogen atom to be substituted may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

16は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数5〜10のシクロアルキル基を表し、該アルキル基及びシクロアルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アミノ基に含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。 R 16 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alkyl group and cycloalkyl group is a hydroxyl group, an amino group, or a carbon number 1 to 6 The hydrogen atom contained in the amino group may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

18、R19及びR20は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10のシクロアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表し、該アルキル基、シクロアルキル基及びアリール基に含まれる水素原子は、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該アミノ基に含まれる水素原子は、炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。 R 18 , R 19 and R 20 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and the alkyl group or cycloalkyl group And the hydrogen atom contained in the aryl group may be substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the amino group is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. May be substituted.

Wは、炭素数2〜6のアルキレン基、カルボニル基、イミノ基、スルフィド基又はジスルフィド基を表す。   W represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, a carbonyl group, an imino group, a sulfide group or a disulfide group.

このような化合物として、具体的には、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、アニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、ジイソプロピルアニリン、1−又は2−ナフチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、N−メチルアニリン、ピペリジン、ジフェニルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、イミダゾール、ピリジン、4−メチルピリジン、4−メチルイミダゾール、ビピリジン、2,2’−ジピリジルアミン、ジ−2−ピリジルケトン、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ビス(2−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジルオキシ)エタン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、2,2′−ジピコリルアミン、3,3′−ジピコリルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−オクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−トリフルオロメチルフェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称:コリン)などを挙げることができる。なかでも、ジイソプロピルアニリンが好ましい。   Specific examples of such compounds include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, aniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, diisopropylaniline, 1- or 2- Naphthylamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3, 3'-diethyldiphenylmethane, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, N-methylaniline, piperidine, diphenylamine, triethylamine, trimethylamine, tripro Ruamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, Methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, N, N-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline Imidazole, pyridine, 4-methylpyridine, 4-methylimidazole, bipyridine, 2,2′-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4 -Pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-bis (2-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyl) Oxy) ethane, 4,4′-dipyridyl sulfide, 4,4′-dipyridyl disulfide, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 2,2′-dipiconylamine, 3,3′-dipiconylamine, Tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetra-n-hexylammonium Examples thereof include hydroxide, tetra-n-octylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3-trifluoromethylphenyltrimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (common name: choline), and the like. . Of these, diisopropylaniline is preferable.

さらには、特開平11−52575号公報に開示されているような、ピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物をクエンチャーとすることもできる。   Furthermore, a hindered amine compound having a piperidine skeleton as disclosed in JP-A-11-52575 can be used as a quencher.

本発明のレジスト組成物は、その全固形分量を基準に、樹脂を80〜99.9重量%程度、酸発生剤を0.1〜20重量%程度の範囲で含有することが好ましい。
また、化学増幅型レジスト組成物としてクエンチャーである塩基性化合物を用いる場合は、レジスト組成物の全固形分量を基準に、0.01〜1重量%程度の範囲で含有するのが好ましい。
レジスト組成物としては、さらに、必要に応じて、増感剤、溶解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料など、各種の添加物を少量含有してもよい。
The resist composition of the present invention preferably contains the resin in the range of about 80 to 99.9% by weight and the acid generator in the range of about 0.1 to 20% by weight based on the total solid content.
Further, when a basic compound that is a quencher is used as the chemically amplified resist composition, it is preferably contained in a range of about 0.01 to 1% by weight based on the total solid content of the resist composition.
The resist composition may further contain small amounts of various additives such as sensitizers, dissolution inhibitors, other resins, surfactants, stabilizers, and dyes as necessary.

本発明のレジスト組成物は、通常、上記の各成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液組成物とされ、シリコンウェハなどの基体上に、スピンコーティングなどの通常工業的に用いられている方法によって塗布される。ここで用いる溶剤は、各成分を溶解し、適当な乾燥速度を有し、溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を与えるものであればよく、この分野で通常工業的に用いられている溶剤が使用できる。   The resist composition of the present invention is usually used as a resist solution composition in a state in which each of the above components is dissolved in a solvent, and is usually used in industrial processes such as spin coating on a substrate such as a silicon wafer. Applied by. The solvent used here may be any solvent that dissolves each component, has an appropriate drying rate, and gives a uniform and smooth coating film after the solvent evaporates, and is usually used industrially in this field. A solvent can be used.

例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。これらの溶剤は、それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。   For example, glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, esters such as ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate And ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, and cyclic esters such as γ-butyrolactone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)上述した本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含む。
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) The process of apply | coating the resist composition of this invention mentioned above on a board | substrate,
(2) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) The process which develops the composition layer after a heating using a image development apparatus is included.

レジスト組成物の基体上への塗布は、スピンコーターなど、通常、用いられる装置によって行うことができる。
溶剤の除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させることにより行われるか、あるいは減圧装置を用いて行われ、溶剤が除去された組成物層が形成される。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が例示される。また、圧力は、1〜1.0×10Pa程度が例示される。
Application of the resist composition onto the substrate can be performed by a commonly used apparatus such as a spin coater.
The removal of the solvent is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate or by using a decompression device to form a composition layer from which the solvent has been removed. As for the temperature in this case, about 50-200 degreeC is illustrated, for example. The pressure is exemplified by about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.

得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。ここでの露光機は液浸露光機であってもよい。露光の際、通常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2レーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを用いることができる。 The obtained composition layer is exposed using an exposure machine. The exposure machine here may be an immersion exposure machine. At the time of exposure, exposure is usually performed through a mask corresponding to a required pattern. The exposure light source emits ultraviolet laser light such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser, etc.) Various types of laser beam can be used, such as those that convert the wavelength of the laser beam from) to radiate a harmonic laser beam in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region.

露光後の組成物層は、脱保護基反応を促進するための加熱処理が行われる。加熱温度としては、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。
加熱後の組成物層を、現像装置を用いて、通常、アルカリ現像液を利用して現像する。ここで用いられるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
現像後、超純水でリンスし、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
The composition layer after the exposure is subjected to heat treatment for promoting the deprotection group reaction. As heating temperature, it is about 50-200 degreeC normally, Preferably it is about 70-150 degreeC.
The heated composition layer is usually developed using an alkali developer using a developing device. The alkaline developer used here may be various alkaline aqueous solutions used in this field. Examples thereof include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).
After development, it is preferable to rinse with ultrapure water to remove water remaining on the substrate and the pattern.

本発明の塩は、半導体の微細加工に用いられる化学増幅型レジスト組成物に使用されるものであり、高い解像度、良好な形状、良好なラインエッジラフネスを示すレジスト組成物用の酸発生剤として好適に用いられ、中でも、ArFやKrFなどのエキシマレーザーリソグラフィならびにArF液浸露光リソグラフィに好適なレジスト組成物用の酸発生剤として用いることができる。   The salt of the present invention is used in a chemically amplified resist composition used for semiconductor microfabrication, and as an acid generator for a resist composition exhibiting high resolution, good shape, and good line edge roughness. Among them, it can be preferably used as an acid generator for resist compositions suitable for excimer laser lithography such as ArF and KrF and ArF immersion exposure lithography.

以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。実施例および比較例中、含有量ないし使用量を表す%及び部は、特記しないかぎり質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content or amount used are based on mass unless otherwise specified.

樹脂の重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーにより求めた値である。
装置;HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:TSKgel Multipore HXL−M 3本+ guardcolumn(東ソー(株)製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー(株)製)
The weight average molecular weight of the resin is a value determined by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard product.
Apparatus: HLC-8120GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: 3 TSKgel Multipore HXL-M + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μL
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)

化合物の構造は、NMR(日本電子製EX−270型)、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASSはAgilent製LC/MSD型またはLC/MSD TOF型)で確認した。   The structure of the compound was confirmed by NMR (EX-270 type manufactured by JEOL Ltd.) and mass spectrometry (LC: Agilent 1100 type, MASS: Agilent LC / MSD type or LC / MSD TOF type).

実施例1:塩A1の合成

Figure 2011051981
Example 1: Synthesis of salt A1
Figure 2011051981

ジフルオロ(フルオロスルホニル)酢酸メチルエステル100部及びイオン交換水150部に、氷浴下、30%水酸化ナトリウム水溶液230部を滴下した。得られた混合物を100℃で3時間還流し、23℃まで冷却し、濃塩酸88部で中和した。得られた混合物を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩164.4部(無機塩含有、純度62.7%)を得た。得られたジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩1.9部(純度62.7%)及びN,N−ジメチルホルムアミド9.5部に、1,1’−カルボニルジイミダゾール1.0部を添加し、2時間撹拌して混合物を調製した。   To 100 parts of difluoro (fluorosulfonyl) acetic acid methyl ester and 150 parts of ion-exchanged water, 230 parts of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise in an ice bath. The resulting mixture was refluxed at 100 ° C. for 3 hours, cooled to 23 ° C. and neutralized with 88 parts of concentrated hydrochloric acid. The obtained mixture was concentrated to obtain 164.4 parts of difluorosulfoacetate sodium salt (containing inorganic salt, purity 62.7%). To 1.9 parts (purity 62.7%) of difluorosulfoacetic acid sodium salt and 9.5 parts of N, N-dimethylformamide, 1.0 part of 1,1′-carbonyldiimidazole was added for 2 hours. A mixture was prepared by stirring.

一方、3−ヒドロキシアダマンチルメタノール1.1部及びN,N−ジメチルホルムアミド5.5部に、水素化ナトリウム0.2部を添加し、2時間撹拌した。この溶液に、前記の混合物を添加した。得られた混合物を15時間撹拌し、生成したジフルオロスルホ酢酸−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメチルエステルナトリウム塩(式(I−BB−1−a)で表される塩)を含む溶液をそのまま次の反応に用いた。   On the other hand, 0.2 part of sodium hydride was added to 1.1 parts of 3-hydroxyadamantyl methanol and 5.5 parts of N, N-dimethylformamide, and stirred for 2 hours. To this solution was added the above mixture. The resulting mixture was stirred for 15 hours, and the resulting solution containing difluorosulfoacetic acid-3-hydroxy-1-adamantylmethyl ester sodium salt (a salt represented by the formula (I-BB-1-a)) was used as it was. Used for the reaction.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

式(I−BB−1−a)で表される塩1.81部を含む溶液に、クロロホルム3.2部及び式(I−BB−1−b)で表される塩1.57部を添加した。得られた混合物を、15時間撹拌し、イオン交換水で洗浄した。得られた混合物に活性炭1.2部を加えて攪拌し、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮して、燈色オイル状の式(I−BB−1)で表される塩1.22部を得た。式(I−BB−1)で表される塩を塩A1とした。   To a solution containing 1.81 parts of the salt represented by the formula (I-BB-1-a), 3.2 parts of chloroform and 1.57 parts of the salt represented by the formula (I-BB-1-b) are added. Added. The resulting mixture was stirred for 15 hours and washed with ion exchanged water. To the resulting mixture, 1.2 parts of activated carbon was added, stirred and filtered. The obtained filtrate was concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 1.22 parts of a salt represented by the formula (I-BB-1) in the form of amber oil. The salt represented by the formula (I-BB-1) was designated as salt A1.

MS(ESI(+)Spectrum):M 279.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 339.1
H−NMR(ジメチルスルホキシド−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)1.35−1.80(m,12H)、2.10(m,2H)、3.31(brs,1H)、3.85(s,2H)、4.42(brs,1H)、7.05−7.14(m,2H)、7.65−7.90(m,12H)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 279.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 339.1
1 H-NMR (dimethylsulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.35 to 1.80 (m, 12H), 2.10 (m, 2H), 3.31 (brs , 1H), 3.85 (s, 2H), 4.42 (brs, 1H), 7.05-7.14 (m, 2H), 7.65-7.90 (m, 12H)

実施例2:塩A2の合成

Figure 2011051981
Example 2: Synthesis of salt A2
Figure 2011051981

ジフルオロ(フルオロスルホニル)酢酸メチルエステル100部及びイオン交換水250部に、氷浴下、30%水酸化ナトリウム水溶液230部を滴下した。得られた混合物を100℃で3時間還流し、23℃まで冷却し、濃塩酸88部で中和した。得られた混合物を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩164.8部(無機塩含有、純度62.6%)を得た。得られたジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩5.0部(純度62.6%)、4−オキソ−1−アダマンタノール2.6部及びエチルベンゼン100部の混合物に、濃硫酸0.8部を加え、30時間加熱還流した。得られた混合物を冷却し、濾過し、得られた濾過残渣をtert−ブチルメチルエーテルで洗浄することにより、ジフルオロスルホ酢酸−4−オキソ−1−アダマンチルエステルナトリウム塩(式(I−BB−2−a)で表される塩)5.5部を得た。
H−NMRによる純度分析の結果、その純度は35.6%であった。
To 100 parts of difluoro (fluorosulfonyl) acetic acid methyl ester and 250 parts of ion-exchanged water, 230 parts of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise in an ice bath. The resulting mixture was refluxed at 100 ° C. for 3 hours, cooled to 23 ° C. and neutralized with 88 parts of concentrated hydrochloric acid. The obtained mixture was concentrated to obtain 164.8 parts of difluorosulfoacetate sodium salt (containing inorganic salt, purity 62.6%). To a mixture of 5.0 parts (purity 62.6%) of the obtained sodium difluorosulfoacetate, 2.6 parts of 4-oxo-1-adamantanol and 100 parts of ethylbenzene, 0.8 part of concentrated sulfuric acid was added, Heated to reflux for hours. The resulting mixture was cooled and filtered, and the resulting filtration residue was washed with tert-butyl methyl ether to give difluorosulfoacetic acid-4-oxo-1-adamantyl ester sodium salt (formula (I-BB-2 The salt represented by -a)) 5.5 parts was obtained.
As a result of purity analysis by 1 H-NMR, the purity was 35.6%.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

得られた式(I−BB−2−a)で表される塩4.86部(純度35.6%)に、アセトニトリル15部及びイオン交換水15部を加えた。さらに、式(I−BB−2−b)で表される塩1.57部、アセトニトリル5部及びイオン交換水5部を添加した。得られた混合物を15時間撹拌し、濃縮した。得られた混合物をクロロホルム50部で抽出することにより有機層を回収した。回収された有機層をイオン交換水で洗浄した。有機層に活性炭1.2部を加えて攪拌し、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮して、燈色オイル状の式(I−BB−2)で表される塩1.88部を得た。式(I−BB−2)で表される塩を塩A2とした。   15 parts of acetonitrile and 15 parts of ion-exchanged water were added to 4.86 parts (purity 35.6%) of the salt represented by the formula (I-BB-2-a). Further, 1.57 parts of the salt represented by the formula (I-BB-2-b), 5 parts of acetonitrile and 5 parts of ion-exchanged water were added. The resulting mixture was stirred for 15 hours and concentrated. The organic layer was recovered by extracting the resulting mixture with 50 parts of chloroform. The collected organic layer was washed with ion exchange water. To the organic layer, 1.2 parts of activated carbon was added, stirred and filtered. The obtained filtrate was concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 1.88 parts of a salt represented by the formula (I-BB-2) in the form of an amber oil. The salt represented by the formula (I-BB-2) was designated as salt A2.

MS(ESI(+)Spectrum):M 279.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 323.0
H−NMR(ジメチルスルホキシド−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)1.72−2.10(m,4H)、2.28−2.38(m,7H)、2.50(s,2H)、3.31(brs,1H)、7.05−7.14(m,2H)、7.65−7.90(m,12H)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 279.1
MS (ESI (−) Spectrum): M 323.0
1 H-NMR (dimethylsulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.72-2.10 (m, 4H), 2.28-2.38 (m, 7H), 2 .50 (s, 2H), 3.31 (brs, 1H), 7.05-7.14 (m, 2H), 7.65-7.90 (m, 12H)

実施例3:塩A3の合成

Figure 2011051981
ジフルオロ(フルオロスルホニル)酢酸メチルエステル100部及びイオン交換水150部に、氷浴下、30%水酸化ナトリウム水溶液230部を滴下した。得られた混合物を100℃で3時間還流し、冷却した。その後、これを濃塩酸88部で中和した。得られた溶液を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩164.4部(無機塩含有、純度62.7%)を得た。得られたジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩30.0部(純度62.7%)、ヘキサヒドロ−6−ヒドロキシ−3,5−メタノ−2H−シクロペンタ〔b〕フラン−2−オン14.7部及びトルエン300部を仕込み、さらにp−トルエンスルホン酸18.1部を加え、12時間加熱還流した。その後、得られた混合物を濾過し、残渣にアセトニトリル100部を添加し、撹拌した。その溶液を濾過し、得られたろ液を濃縮することにより、式(I−BB−3−a)で表される塩26.7部を得た。
H−NMRによる純度分析の結果、その純度は28.6%であった。 Example 3: Synthesis of salt A3
Figure 2011051981
To 100 parts of difluoro (fluorosulfonyl) acetic acid methyl ester and 150 parts of ion-exchanged water, 230 parts of a 30% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise in an ice bath. The resulting mixture was refluxed at 100 ° C. for 3 hours and cooled. Thereafter, this was neutralized with 88 parts of concentrated hydrochloric acid. The obtained solution was concentrated to obtain 164.4 parts of sodium difluorosulfoacetate (containing inorganic salt, purity 62.7%). 30.0 parts of obtained difluorosulfoacetic acid sodium salt (purity 62.7%), hexahydro-6-hydroxy-3,5-methano-2H-cyclopenta [b] furan-2-one 14.7 parts and toluene 300 Then, 18.1 parts of p-toluenesulfonic acid was added and heated to reflux for 12 hours. Thereafter, the obtained mixture was filtered, and 100 parts of acetonitrile was added to the residue, followed by stirring. The solution was filtered, and the obtained filtrate was concentrated to obtain 26.7 parts of a salt represented by the formula (I-BB-3-a).
As a result of purity analysis by 1 H-NMR, the purity was 28.6%.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

得られた式(I−BB−3−a)で表される塩5.84部(純度28.6%)に、アセトニトリル20部及びイオン交換水20部を加えた。さらに、式(I−BB−3−b)で表される塩1.57部、アセトニトリル5部及びイオン交換水5部を添加した。得られた混合物を15時間撹拌し、濃縮した。得られた混合物をクロロホルム50部で抽出することにより有機層を回収した。回収された有機層をイオン交換水で洗浄した。回収された有機層に活性炭1.2部を加えて攪拌し、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮して、燈色オイル状の式(I−BB−3)で表される塩0.66部を得た。式(I−BB−3)で表される塩を塩A3とした。   20 parts of acetonitrile and 20 parts of ion-exchanged water were added to 5.84 parts (purity 28.6%) of the salt represented by the formula (I-BB-3-a). Further, 1.57 parts of a salt represented by the formula (I-BB-3-b), 5 parts of acetonitrile and 5 parts of ion-exchanged water were added. The resulting mixture was stirred for 15 hours and concentrated. The organic layer was recovered by extracting the resulting mixture with 50 parts of chloroform. The collected organic layer was washed with ion exchange water. To the recovered organic layer, 1.2 parts of activated carbon was added, stirred and filtered. The obtained filtrate was concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 0.66 parts of a salt represented by the amber oil-form formula (I-BB-3). The salt represented by the formula (I-BB-3) was designated as salt A3.

MS(ESI(+)Spectrum):M 279.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 311.0
H−NMR(ジメチルスルホキシド−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)1.57−1.67(m,2H)、1.91−2.06(m,2H)、2.53(m,2H)、3.21(m,1H)、3.31(brs,1H)、4.51(m,1H)、4.62(s,1H)、7.05−7.14(m,2H)、7.65−7.90(m,12H)
MS (ESI (+) Spectrum): M + 279.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 311.0
1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-d 6 , internal standard substance tetramethylsilane): δ (ppm) 1.57-1.67 (m, 2H), 1.91-2.06 (m, 2H), 2 .53 (m, 2H), 3.21 (m, 1H), 3.31 (brs, 1H), 4.51 (m, 1H), 4.62 (s, 1H), 7.05-7. 14 (m, 2H), 7.65-7.90 (m, 12H)

実施例4:塩A4の合成

Figure 2011051981
リチウムアルミニウムハイドライド10.4部、無水テトラヒドロフラン120部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、式(A4−a)で表される塩62.2部を無水THF900部に溶かした溶液を氷冷下で滴下し、23℃で5時間攪拌した。反応マスに酢酸エチル50.0部、6N塩酸50.00部を添加、攪拌後、分液を行った。有機層を濃縮後、カラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A4−b)で表される塩を84.7部(純度60%)を得た。
式(A4−c)で表される化合物3.51部、無水THF75部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、カルボニルジイミダゾール2.89部、無水THF50部の混合溶液を23℃で滴下し、23℃で4時間攪拌した。得られた反応液を、式(A4−b)で表される塩6.04部(純度60%)、無水THF50部の混合液中に54〜60℃で、25分間で滴下し、65℃で18時間加熱し、冷却後、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A4−d)で表される塩2.99部を得た。
Figure 2011051981

式(A4−d)で表される塩1.0部、クロロホルム30部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、式(A4−e)で表される塩0.87部を23℃で12時間攪拌した後、分液を行った。有機層にイオン交換水10部を添加、分液水洗を行った。この操作を3回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル20部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A4)で表される塩0.69部を得た。式(A4)で表される塩を塩A4とした。 Example 4: Synthesis of salt A4
Figure 2011051981
10.4 parts of lithium aluminum hydride and 120 parts of anhydrous tetrahydrofuran were charged and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Next, a solution prepared by dissolving 62.2 parts of the salt represented by the formula (A4-a) in 900 parts of anhydrous THF was added dropwise under ice cooling, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 5 hours. To the reaction mass, 50.0 parts of ethyl acetate and 50.00 parts of 6N hydrochloric acid were added, followed by liquid separation. After concentrating the organic layer, by separating the column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1), 84.7 parts of salt represented by the formula (A4-b) (purity 60) %).
3.51 parts of a compound represented by the formula (A4-c) and 75 parts of anhydrous THF were charged and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Next, a mixed solution of 2.89 parts of carbonyldiimidazole and 50 parts of anhydrous THF was added dropwise at 23 ° C., and the mixture was stirred at 23 ° C. for 4 hours. The obtained reaction solution was dropped in a mixed solution of 6.04 parts (purity 60%) of the salt represented by the formula (A4-b) and 50 parts of anhydrous THF at 25 to 60 ° C. over 25 minutes, and 65 ° C. For 18 hours, cooled and filtered. The obtained filtrate is concentrated, and the concentrate is fractionated in a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to obtain a salt 2.99 represented by the formula (A4-d). Got a part.
Figure 2011051981

1.0 part of the salt represented by the formula (A4-d) and 30 parts of chloroform were charged and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Next, 0.87 parts of the salt represented by the formula (A4-e) was stirred at 23 ° C. for 12 hours, and then separated. 10 parts of ion-exchanged water was added to the organic layer, followed by liquid separation washing. This operation was performed three times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After the filtrate was concentrated, 20 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 20 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 20 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue is dissolved in chloroform and concentrated, and then the obtained concentrate is fractionated in a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to obtain the formula (A4). 0.69 parts of the salt represented were obtained. The salt represented by the formula (A4) was designated as salt A4.

MS(ESI(+)Spectrum):M 279.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 339.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 279.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 339.1

合成例:〔樹脂(B1)の合成〕
モノマー(A)、モノマー(B)及びモノマー(C)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(B):モノマー(C)〕が、50:25:25の割合となるように混合し、さらに、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを77℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過・回収し、再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を3回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約8.0×10である共重合体を収率60%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂B1とした。
Synthesis Example: [Synthesis of Resin (B1)]
Monomer (A), monomer (B) and monomer (C) are mixed so that the molar ratio [monomer (A): monomer (B): monomer (C)] is a ratio of 50:25:25. Furthermore, 1.5 mass times dioxane was mixed with respect to the total mass of all monomers. To the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators in proportions of 1 mol% and 3 mol%, respectively, with respect to the total number of moles of all monomers. Then, this was heated at 77 ° C. for about 5 hours to carry out polymerization. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin is filtered and collected, dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and collected three times for reprecipitation. Purification gave a copolymer having a weight average molecular weight of about 8.0 × 10 3 in a yield of 60%. This copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B1.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

〔樹脂B2の合成〕
モノマー(A)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)及びモノマー(F)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(F)〕が、30:14:6:20:30の割合となるように混合し、さらに、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%との割合で添加し、これを73℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過・回収し、再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を3回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約7.8×10である共重合体を収率68%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂B2とした。

Figure 2011051981
[Synthesis of Resin B2]
Monomer (A), monomer (E), monomer (B), monomer (C), and monomer (F) are in a molar ratio [monomer (A): monomer (E): monomer (B): monomer (C): The monomer (F)] was mixed at a ratio of 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane was further mixed with respect to the total mass of all monomers. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. Polymerization was carried out by heating at 73 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin is filtered and collected, dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and collected three times for reprecipitation. Purification gave a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.8 × 10 3 in a yield of 68%. This copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B2.
Figure 2011051981

〔樹脂B3の合成〕
モノマー(D)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)及びモノマー(F)を、そのモル比〔モノマー(D):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(F)〕が、30:14:6:20:30の割合となるように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%となるように添加し、これを73℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過・回収し、再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を2回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約8.1×10である共重合体を収率65%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂B3とした。

Figure 2011051981
[Synthesis of Resin B3]
Monomer (D), monomer (E), monomer (B), monomer (C) and monomer (F) are mixed in a molar ratio [monomer (D): monomer (E): monomer (B): monomer (C): Monomer (F)] is mixed at a ratio of 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times of dioxane is further mixed with this monomer mixture with respect to the total mass of all monomers. did. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. Polymerization was carried out by heating at 73 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin is filtered and recovered, dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered twice to perform reprecipitation. Purification gave a copolymer having a weight average molecular weight of about 8.1 × 10 3 in a yield of 65%. This copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B3.
Figure 2011051981

〔樹脂B4の合成〕
モノマーA、モノマーCをそのモル比〔モノマー(A):モノマー(C)〕が、モル比55:45の割合となるように混合し、さらに、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対してそれぞれ0.9mol%、2.7mol%添加し、70℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水の混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで沈殿させた。この樹脂をろ過・回収し、再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を2回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が1.1×10の共重合体を収率68%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂B4とした。

Figure 2011051981
[Synthesis of Resin B4]
Monomer A and monomer C are mixed so that the molar ratio [monomer (A): monomer (C)] is a molar ratio of 55:45, and further 1.5 weight times dioxane of the total monomer amount is added. Added and mixed. To the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators in an amount of 0.9 mol% and 2.7 mol%, respectively, based on the total amount of monomers, and about 70 ° C. Heated for 5 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to cause precipitation. This resin is filtered and recovered, dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered twice to perform reprecipitation. Purification gave a copolymer having a weight average molecular weight of 1.1 × 10 4 in a yield of 68%. This copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B4.
Figure 2011051981

実施例及び比較例
表1に示すように、以下の各成分を混合して溶解することにより得られた混合物を孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過することにより、化学増幅型フォトレジスト組成物を調製した。
Examples and Comparative Examples As shown in Table 1, a chemically amplified photoresist composition was prepared by filtering a mixture obtained by mixing and dissolving the following components through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm. A product was prepared.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

<酸発生剤>
酸発生剤C1:3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニルジフェニルスルホニウム パーフルオロブタンスルホナート
<塩基性化合物(クエンチャー)>
塩基性化合物(クエンチャー)Q1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
2−ヘプタノン 20.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Acid generator>
Acid generator C1: 3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyldiphenylsulfonium perfluorobutanesulfonate <Basic compound (quencher)>
Basic compound (quencher) Q1: 2,6-diisopropylaniline <Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts 2-heptanone 20.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts

シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC−29;日産化学(株)製)を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記の化学増幅型フォトレジスト組成物を乾燥後の膜厚が120nmとなるようにスピンコートした。   An organic antireflective coating composition (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is applied to a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an organic antireflective coating having a thickness of 78 nm Formed. Next, the chemical amplification photoresist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying was 120 nm.

レジスト組成物を塗布した後、得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。このようにして化学増幅型フォトレジスト組成物の膜が形成されたシリコンウェハに、ArFエキシマステッパー〔FPA5000−AS3;(株)キャノン製、NA=0.75、2/3Annular〕用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。
露光後、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
After applying the resist composition, the obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds at a temperature described in the “PB” column of Table 1 on a direct hot plate. Using the ArF excimer stepper [FPA5000-AS3; manufactured by Canon Inc., NA = 0.75, 2 / 3Annular] on the silicon wafer on which the film of the chemically amplified photoresist composition is formed in this manner, the exposure amount is stepped. The line-and-space pattern was exposed with various changes.
After exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds on a hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 1, and further with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. Paddle development was performed.

形状評価:100nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で露光し、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
85nmのラインパターンのトップ形状及び裾形状が矩形に近く良好なものを○、トップ形状が丸い又はT字型に近いもの、または裾引きが見られるものを×として判断した。
Shape evaluation: Exposure was performed with an exposure amount at which a 100 nm line and space pattern was 1: 1, and the resist pattern was observed with a scanning electron microscope.
A case where the top shape and the skirt shape of the 85 nm line pattern were close to a rectangle was good, and a case where the top shape was round or close to a T-shape or a skirt was seen was judged as x.

解像度評価:100nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で露光し、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
85nmを解像しているものを○、解像していないか、解像しているがパターン倒れが観察されるものは×とした。
Resolution evaluation: 100 nm line and space pattern was exposed at an exposure amount of 1: 1, and the resist pattern was observed with a scanning electron microscope.
A sample having a resolution of 85 nm was marked with ◯. A sample with no resolution, or a symbol with a pattern fall observed, was marked with ×.

ラインエッジラフネス評価(LER):リソグラフィプロセス後のレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、レジストパターンの側壁の凹凸の触れ幅が、
8nm以下であるものを◎、
8nmを超え、9nm以下であるものを○、
9nmを超え、9.5nm以下であるものを△、
9.5nmを超えるものを×とした。
これらの結果を表2に示す。
Line edge roughness evaluation (LER): The wall surface of the resist pattern after the lithography process is observed with a scanning electron microscope.
If it is 8 nm or less, ◎,
O exceeding 8 nm and 9 nm or less
Δ is greater than 9 nm and less than or equal to 9.5 nm
What exceeded 9.5 nm was set as x.
These results are shown in Table 2.

Figure 2011051981
Figure 2011051981

本発明の塩によれば、該塩を含有するレジスト組成物から優れた形状、解像度及びラインエッジラフネスを有するパターンを得ることができる。   According to the salt of the present invention, a pattern having excellent shape, resolution and line edge roughness can be obtained from a resist composition containing the salt.

Claims (9)

式(I−BB)で表される塩。
Figure 2011051981
[式(I−BB)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、単結合又は2価の炭素数1〜17の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
は、炭素数1〜36の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該脂肪族炭化水素基及び脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
及びAは、互いに独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、AとAとが一緒になって炭素数3〜20の環を形成し、該脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及び環は、置換基を有していてもよい。
Arは、置換基を有していてもよい(m+1)価の炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
及びmは、互いに独立に、0〜2の整数を表す。
は、1〜3の整数を表す。ただし、m+m+m=3である。
は、1〜3の整数を表す。]
A salt represented by the formula (I-BB).
Figure 2011051981
[In the formula (I-BB)
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
X 1 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
Y 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 36 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms, the aliphatic hydrocarbon group, The alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group and the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
Do A 1 and A 2 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms? A 1 and A 2 together form a ring having 3 to 20 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group and ring have a substituent. You may do it.
Ar 1 represents an (m 4 +1) -valent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
m 1 and m 2 each independently represent an integer of 0 to 2.
m 3 represents an integer of 1 to 3. However, it is m 1 + m 2 + m 3 = 3.
m 4 represents an integer of 1 to 3. ]
Arは、フェニレン基である請求項1記載の塩。 The salt according to claim 1, wherein Ar 1 is a phenylene group. 、m及びmは、1である請求項1又は2に記載の塩。 The salt according to claim 1 or 2, wherein m 1 , m 2 and m 3 are 1. が、式(X−1)で表される基である請求項1〜3のいずれか記載の塩。
Figure 2011051981
[式(X−1)中、
a1は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す。]
X 1 is, salts according to any one of claims 1 to 3 is a group represented by the formula (X 1 -1).
Figure 2011051981
[In the formula (X 1 -1),
X a1 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —. ]
が、式(Y−1)〜式(Y−3)のいずれかで表される基である請求項1〜4のいずれか記載の塩。
Figure 2011051981
[式(Y−1)〜式(Y−3)中、
環に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよく、環に含まれる水素原子は、置換されていてもよい。]
Y 1 is, salts according to any one of claims 1 to 4 is a group represented by any of formulas (Y 1 -1) ~ formula (Y 1 -3).
Figure 2011051981
[In the formula (Y 1 -1) to the formula (Y 1 -3),
The methylene group contained in the ring may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the ring may be substituted. ]
請求項1〜5のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。   The acid generator containing the salt in any one of Claims 1-5. 請求項6記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、
該樹脂は酸に不安定な基を有し、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。
The acid generator according to claim 6 and a resin are contained,
A resist composition, which is a resin having an acid labile group and capable of being dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.
さらに塩基性化合物を含有する請求項7記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 7, further comprising a basic compound. (1)請求項7又は8記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition of Claim 7 or 8 on a board | substrate,
(2) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern, comprising a step of developing the heated composition layer using a developing device.
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