JP2011085814A - Resist composition and pattern forming method - Google Patents

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Koji Ichikawa
幸司 市川
Jung-Hwan Hah
政煥 夏
Yuichi Mukai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition which shows high resolution, good configuration, a depth of focus (DOF), a good mask error factor (MEF) and good CD uniformity (CDU). <P>SOLUTION: The resist composition comprises a resin comprising repeating units derived from compounds represented by formulae (I) and (II), wherein R<SP>1</SP>and R<SP>3</SP>represent H, halogen-substituted alkyl or the like; T represents an alicyclic hydrocarbon group which may be substituted by halogen, hydroxyl, alkyl, alkoxy or the like, provided that -CH<SB>2</SB>- contained in the group is replaced with one -SO<SB>2</SB>- and may further be displaced by -CO-, -O- or the like; Z<SP>1</SP>represents a saturated hydrocarbon group which may have a substituent, provided that -CH<SB>2</SB>- contained in the group may be replaced with -CO-, -O- or the like; R<SP>4</SP>and R<SP>5</SP>represent H, methyl or the like; and R<SP>6</SP>represents 1-6C alkyl or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レジスト組成物及びパターン形成方法に関し、より詳細には、半導体の微細加工、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程に用いられるレジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a resist composition and a pattern forming method. More specifically, the present invention relates to a resist composition used for fine processing of semiconductors, manufacture of circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes. The present invention relates to the pattern forming method used.

半導体の微細加工においては、高い解像度でパターンを形成することが望ましく、レジスト組成物として、高い解像度、良好な形状、良好なラインエッジラフネス、フォーカスマージン(DOF)が広いもの及びマスクエラーファクター(MEF)が良好なものが求められている。   In semiconductor microfabrication, it is desirable to form a pattern with high resolution. As a resist composition, high resolution, good shape, good line edge roughness, wide focus margin (DOF), and mask error factor (MEF) ) Is required.

最近、モノマーG、モノマーA及びモノマーJを、42.6:41.4:16.0のモル比で仕込み、重合させてなる樹脂と、A2からなる酸発生剤と、トリ−n−ペンチルアミンからなるクエンチャーと、溶剤とからなるレジスト組成物が提案されている(例えば、特許文献1:特開2009−62491号公報)。

Figure 2011085814
Recently, monomer G, monomer A, and monomer J are charged in a molar ratio of 42.6: 41.4: 16.0 and polymerized, an acid generator composed of A2, and tri-n-pentylamine. A resist composition comprising a quencher comprising a solvent and a solvent has been proposed (for example, Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-62491).
Figure 2011085814

特開2009−62491号公報JP 2009-62491 A

しかし、これらのレジスト組成物よりも、高い解像度、良好な形状、良好なラインエッジラフネス(LER)、良好なパターン倒れ耐性、DOFが広いもの、良好なマスクエラーファクター(MEF)及び良好なCD均一性(CDU)が熱望されている。   However, higher resolution, better shape, better line edge roughness (LER), better pattern collapse resistance, wider DOF, better mask error factor (MEF) and better CD uniformity than these resist compositions Sex (CDU) is eagerly desired.

本発明は、高い解像度、良好な形状、良好なフォーカスマージン(DOF)、良好なマスクエラーファクター(MEF)及び良好なCD均一性(CDU)を示すレジスト組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a resist composition that exhibits high resolution, good shape, good focus margin (DOF), good mask error factor (MEF), and good CD uniformity (CDU).

本発明のレジスト組成物は、式(I)で表される化合物に由来する繰り返し単位及び式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位を有する樹脂を含むことを特徴とする。

Figure 2011085814
[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Tは、炭素数4〜36の脂環式炭化水素基を表し、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、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置き換わっており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。]
Figure 2011085814
[式(II)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−CO−、−O−、−S−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又は水酸基を表す。ただし、R及びRの少なくともいずれか一方は、水酸基を表す。
は、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
nは、0〜10の整数を表す。] The resist composition of the present invention comprises a resin having a repeating unit derived from a compound represented by formula (I) and a repeating unit derived from a compound represented by formula (II).
Figure 2011085814
[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
T represents an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom or 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, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and 1 carbon atom 12 alkoxycarbonyl group, may be substituted with alkanoyloxy group or a cyano group having 1 to 12 carbon atoms, -CH 2 contained in the alicyclic hydrocarbon group - at least one -SO 2 It may be replaced by —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) —.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
Figure 2011085814
[In the formula (II),
R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
Z 1 represents a C 1-17 saturated hydrocarbon group which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —CO—, —O—, —S. - or -N (R 2) - it may be replaced by.
R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxyl group. However, at least one of R 4 and R 5 represents a hydroxyl group.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
n represents an integer of 0 to 10. ]

このようなレジスト組成物では、以下の1以上の構成要件を備えることが好ましい。
Tが、式(T1)で表される基である。

Figure 2011085814
[式(T1)中、
環に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、環に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置き換わっており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
*は−O−との結合手を表す。
は、−O−、−NH−又は−CH−を表す。] Such a resist composition preferably has one or more of the following constituent requirements.
T is a group represented by the formula (T1).
Figure 2011085814
[In the formula (T1),
The hydrogen atom contained in the ring is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , An aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyloxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyano group. The —CH 2 — contained in the ring may be replaced with at least one —SO 2 —, and further —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 )-May be replaced.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with -O-.
T 1 represents —O—, —NH— or —CH 2 —. ]

Tが、式(T2)で表される基である。

Figure 2011085814
[式(T2)中、
環に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、環に含まれる−CH−は、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
*は−O−との結合手を表す。] T is a group represented by the formula (T2).
Figure 2011085814
[In the formula (T2),
The hydrogen atom contained in the ring is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , An aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyloxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyano group. The —CH 2 — contained in the ring may be replaced by —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) —.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with -O-. ]

樹脂が、さらに、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解しえる樹脂である。   The resin further has an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and the resin that has reacted with an acid is a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution.

さらに、酸発生剤を含む。
酸発生剤が式(III)で表される酸発生剤である。

Figure 2011085814
[式(III)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、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、直鎖状又は分岐状の炭素数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あるいは炭素数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い。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に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、有機対カチオンを表す。] Furthermore, an acid generator is included.
The acid generator is an acid generator represented by the formula (III).
Figure 2011085814
[In the formula (III),
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 which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —O— or —CO—. It may be replaced with.
Y 1 represents a linear or branched 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, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have a substituent. —CH 2 — contained in the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may be replaced by —O— or —CO—.
Z + represents an organic counter cation. ]

が、*−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である。
が、アリールスルホニウムカチオンである。
さらに、塩基性化合物を含む。
X 1 is * —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —).
Z + is an arylsulfonium cation.
Furthermore, a basic compound is included.

本発明のパターンの形成方法は、
(1)上記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ことを特徴とする。
The method for forming a pattern of the present invention includes:
(1) A step of applying the resist composition 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) The method includes a step of developing the heated composition layer using a developing device.

本発明のレジスト組成物によれば、微細パターンの形成においても、解像度、形状、DOF、MEF、CDUをより改善することができる。   According to the resist composition of the present invention, resolution, shape, DOF, MEF, and CDU can be further improved in the formation of a fine pattern.

本発明のレジスト組成物は、式(I)で表される化合物に由来する繰り返し単位と、式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位とを有する樹脂を含む。   The resist composition of the present invention includes a resin having a repeating unit derived from the compound represented by formula (I) and a repeating unit derived from the compound represented by formula (II).

式(I)で表される化合物は、以下に示すようにスルトン構造を有する。

Figure 2011085814
[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Tは、炭素数4〜36の脂環式炭化水素基を表し、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、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置き換わっており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。] The compound represented by the formula (I) has a sultone structure as shown below.
Figure 2011085814
[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
T represents an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom or 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, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and 1 carbon atom 12 alkoxycarbonyl group, may be substituted with alkanoyloxy group or a cyano group having 1 to 12 carbon atoms, -CH 2 contained in the alicyclic hydrocarbon group - at least one -SO 2 It may be replaced by —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) —.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]

本明細書においては、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。
アルキル基としては、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。
In the present specification, examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the alkyl 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 group, 2 -Ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, etc. are mentioned.
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 cycloalkyl groups such as isobornyl 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.

アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基;トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等が挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、トリチル、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
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、n−ヘキトキシカルボニル基、ヘプトキシカルボニル基等が挙げられる。
アルカノイルオキシアルキル基としては、アセチルオキシメチル基、アセチルオキシエチル基、アセチルオキシプロピル基、プロピオニル、オキシメチル基、プロピオニル、オキシエチル基、プロピオニル、オキシプロピル基等が挙げられる。
Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group, a p-methylphenyl group, a p-tert-butylphenyl group, a p-adamantylphenyl group; a tolyl group, a xylyl group, a cumenyl group, a mesityl group, and a biphenyl group. , Anthryl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl and the like.
Examples of the aralkyl group include benzyl, phenethyl, phenylpropyl, trityl, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, and the like.
Examples of the acyl group include acetyl, propionyl, butyryl and the like.
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. , N-hexoxycarbonyl group, heptoxycarbonyl group and the like.
Examples of the alkanoyloxyalkyl group include acetyloxymethyl group, acetyloxyethyl group, acetyloxypropyl group, propionyl, oxymethyl group, propionyl, oxyethyl group, propionyl, oxypropyl group and the like.

なお、本明細書では、特に断りのない限り、各化学構造式において、炭素数を適宜選択しながら、上述した各置換基を採用することができ、また、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても、同様の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、分岐状又は環状の部分構造が混在していてもよい。   In the present specification, unless otherwise specified, in each chemical structural formula, each of the above-described substituents can be employed while appropriately selecting the number of carbon atoms, and any chemical compound having the same substituent can be used. Similar substituents can be applied to the structural formula. Those which can take any of linear, branched or cyclic are included unless otherwise specified, and in the same group, linear, branched or cyclic partial structures are mixed. May be.

式(I)で表される化合物では、Rは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
Tは、式(T0)で表される基であることが適しており、なかでも、式(T0a)で表される基であることが適している。
また、Tが、式(T1)で表される基であることが好ましく、なかでも、式(T1a)で表される基であることが好ましい。
さらに、Tが、式(T2)で表される基であることがより好ましく、なかでも、式(T2a)で表される基であることがより好ましい。
In the compound represented by the formula (I), R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
T is suitably a group represented by the formula (T0), and in particular, a group represented by the formula (T0a) is suitable.
Moreover, T is preferably a group represented by the formula (T1), and among them, a group represented by the formula (T1a) is preferable.
Further, T is more preferably a group represented by the formula (T2), and more preferably a group represented by the formula (T2a).

Figure 2011085814
[式中、
環に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、環に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置換されており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
*は、酸素原子との結合手を表す。
は、−O−、−NH−又は−CH−を表す。]
特に、Tの環に含まれる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換されていてもよい炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜6のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基が好ましい。
Figure 2011085814
[Where:
The hydrogen atom contained in the ring is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , An aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyloxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyano group. The —CH 2 — contained in the ring may be substituted with at least one —SO 2 —, and further —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) It may be replaced by-.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with an oxygen atom.
T 1 represents —O—, —NH— or —CH 2 —. ]
In particular, the substituent contained in the ring of T includes a halogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and 2 to 2 carbon atoms. 4 acyl groups, C1-C6 alkoxycarbonyl groups, C1-C6 alkanoyloxyalkyl groups or cyano groups are preferred.

式(I)で表される化合物としては、下記の化合物が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of the compound represented by the formula (I) include the following compounds.
Figure 2011085814

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上述した式(I)で表される化合物は、当該分野で公知の方法によって製造することができる。   The compound represented by the formula (I) described above can be produced by a method known in the art.

式(II)で表される化合物は、以下に示すように少なくとも1つの水酸基で置換されたアダマンチル基を有する。なかでも、少なくとも2つの水酸基で置換されたアダマンチル基を有する化合物が好ましい。

Figure 2011085814
[式(II)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−CO−、−O−、−S−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又は水酸基を表す。 Rは、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
nは、0〜10の整数を表す。]
なお、R及びRの少なくともいずれか一方は、水酸基であることが好ましい。 The compound represented by the formula (II) has an adamantyl group substituted with at least one hydroxyl group as shown below. Of these, compounds having an adamantyl group substituted with at least two hydroxyl groups are preferred.
Figure 2011085814
[In the formula (II),
R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
Z 1 represents a C 1-17 saturated hydrocarbon group which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —CO—, —O—, —S. - or -N (R 2) - it may be replaced by.
R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxyl group. R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
n represents an integer of 0 to 10. ]
Note that at least one of R 4 and R 5 is preferably a hydroxyl group.

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−ブチレン基及びtert−ブチレン基などが挙げられる。
シクロアルキレン基を含む2価の基としては、式(Z1)〜式(Z3)で表される基が挙げられる。

Figure 2011085814
[式(Z1)〜式(Z3)中、
及びZは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数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 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 and tert-butylene group.
Examples of the divalent group containing a cycloalkylene group include groups represented by formulas (Z1) to (Z3).
Figure 2011085814
[In Formula (Z1)-Formula (Z3),
Z A and Z B each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. However, the number of carbon atoms of the group represented by the formula (X 1 -A) ~ Formula (X 1 -C) is 1 to 17. ]

式(II)で表される化合物では、Rは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
また、Zは、アルキレン基であることが好ましい。
において、飽和炭化水素基、特にアルキレン基に含まれる−CH−が−CO−、−O−、−S−又は−N(R)−で置き換わった基は、例えば、−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−O−Z−、−O−CO−Z−、−O−CO−O−Z−、−CO−O−Z−CO−O−、−NH−CO−O−、−NH−Z−、−N(CH)−Z−、−N(C)−Z−等が挙げられる。ここで、Zは、炭素数1〜6のアルキレン基である。なかでも、−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−O−Z−CO−O−、−NH−、−N(CH)−、−N(C)−が好ましい。
In the compound represented by formula (II), R 3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Z 1 is preferably an alkylene group.
In Z 1 , a saturated hydrocarbon group, particularly a group in which —CH 2 — contained in an alkylene group is replaced by —CO—, —O—, —S— or —N (R 7 ) — is, for example, —O—. , -O-CO -, - O -CO-O -, - O-Z 2 -, - O-CO-Z 2 -, - O-CO-O-Z 2 -, - CO-O-Z 2 - CO-O -, - NH- CO-O -, - NH-Z 2 -, - N (CH 3) -Z 2 -, - N (C 2 H 5) -Z 2 - , and the like. Here, Z 2 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Among them, —O—, —O—CO—, —O—CO—O—, —CO—O—Z 2 —CO—O—, —NH—, —N (CH 3 ) —, —N (C 2 H 5) - it is preferred.

式(II)で表される化合物としては、下記の化合物が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of the compound represented by the formula (II) include the following compounds.
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
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中でも、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート又は3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート、アクリル酸1−(3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルオキシカルボニル)メチル又はメタクリル酸1−(3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルオキシカルボニル)メチル等が好ましく、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート又は3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートがより好ましい。   Among them, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl acrylate or 3,5-dihydroxy-1-adamantyl methacrylate, 1- (3,5-dihydroxy-1-adamantyloxycarbonyl) methyl acrylate or 1- (3,3) methacrylate 5-dihydroxy-1-adamantyloxycarbonyl) methyl and the like are preferable, and 3,5-dihydroxy-1-adamantyl acrylate or 3,5-dihydroxy-1-adamantyl methacrylate is more preferable.

樹脂における式(I)で表される化合物に由来する繰り返し単位及び式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位の含有量のモル比は、通常1:0.2〜1:10であり、好ましくは1:0.4〜1:8であり、より好ましくは1:0.5〜1:5である。
樹脂における式(I)で表される化合物に由来する繰り返し単位及び式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位の含有量の合計は、樹脂の全単位において、通常5〜100モル%であり、好ましくは15〜80モル%であり、より好ましくは20〜70モル%である。
The molar ratio of the content of the repeating unit derived from the compound represented by formula (I) and the repeating unit derived from the compound represented by formula (II) in the resin is usually 1: 0.2 to 1:10. Yes, preferably 1: 0.4 to 1: 8, more preferably 1: 0.5 to 1: 5.
The total content of the repeating unit derived from the compound represented by formula (I) and the repeating unit derived from the compound represented by formula (II) in the resin is usually 5 to 100 mol% in all the units of the resin. Preferably, it is 15-80 mol%, More preferably, it is 20-70 mol%.

本発明の樹脂は、式(I)及び式(II)で表されるモノマーに由来する繰り返し単位に加えて、さらに、酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であることが好ましい。   In addition to the repeating unit derived from the monomer represented by the formula (I) and the formula (II), the resin of the present invention further has an acid-labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. The resin that has reacted with the acid is preferably a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution.

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し、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, and an acid labile group is adjacent to an oxygen atom of an ether bond. It is preferable that the carbon atom to be bonded is a quaternary carbon atom bonded to three carbon atoms.

酸に不安定な基の1種であるカルボン酸エステルを有する基を−COORのRエステルとして例示すると、(−COO−C(CH)をtert−ブチルエステルという形式で称する。)、tert−ブチルエステルに代表される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。 To illustrate a group having a carboxylic acid ester which is one of the acid labile group as R ester of -COOR, (-. The COO-C (CH 3) referred in 3 form a tert- butyl ester), tert -Alkyl ester in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom represented by butyl ester is a quaternary carbon atom; methoxymethyl ester, ethoxymethyl ester, 1-ethoxyethyl ester, 1-isobutoxyethyl ester, 1-isopropoxyethyl Ester, 1-ethoxypropyl ester, 1- (2-methoxyethoxy) ethyl ester, 1- (2-acetoxyethoxy) ethyl ester, 1- [2- (1-adamantyloxy) ethoxy] ethyl ester, 1- [2 -(1-adamantanecarbonyloxy) ethoxy] ethyl ester Acetal-type esters such as tetrahydro-2-furyl ester and tetrahydro-2-pyranyl ester; isobornyl ester and 1-alkylcycloalkyl ester, 2-alkyl-2-adamantyl ester, 1- (1-adamantyl) -1- Examples thereof include alicyclic esters in which the carbon atom adjacent to the oxygen atom is a quaternary carbon atom, such as an alkylalkyl ester.

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

本発明の樹脂は、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 of the present invention can be produced by addition polymerization of a monomer having an acid labile group and an olefinic double bond.
Such monomers include bulky groups such as alicyclic structures such as 2-alkyl-2-adamantyl groups and 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl groups as acid labile groups. Monomers are preferred because the resolution of the resulting resist tends to be excellent.

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

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

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

また、上記以外の酸に不安定な基をもつモノマーとしては、式(g)で表されるアセタール不安定基をもつモノマー(g)が挙げられる。

Figure 2011085814
[式(g)中、R10は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
11は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
は0〜4の整数を表す。lが2以上の整数である場合、複数のR11は同一の種類の基であっても異なる種類の基であってもよい。
12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
a2は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
a3は、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜18の飽和環状炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基であり、該脂肪族炭化水素基、飽和環状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い。] Examples of the monomer having an acid labile group other than the above include a monomer (g) having an acetal labile group represented by the formula (g).
Figure 2011085814
[In the formula (g), R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
R 11 is independently a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, or acryloyl. Represents a group or a methacryloyl group.
l a represents an integer of 0 to 4; If l a is an integer of 2 or more, plural R 11 may be the same kind a group even if different types of groups.
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
X a2 represents a C1-C17 saturated hydrocarbon group which may have a single bond or a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —CO—, —O—, -S -, - SO 2 - or -N (R c) - may be replaced by.
R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Y a3 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a saturated cyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group, saturated The cyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent. ]

ハロゲン原子を有してもよいアルキル基としては、例えばペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
1及びQ2は、それぞれ独立に、好ましくはペルフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
アルキル基及びアルコキシ基は、炭素数が1〜4の基が好ましく、炭素数が1〜2の基がより好ましく、炭素数1の基がさらに好ましい。
アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ等が挙げられる。
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素又はこれらを組み合わせた基が挙げられる。なかでも、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基、イソボルニル基等の脂環式炭化水素等が好ましい。
飽和環状炭化水素基は、単環式又は多環式のいずれでもよい。単環式の飽和環状炭化水素基としては、シクロアルキル基(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、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基)、シクロアルケニル基(例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基)等が挙げられる。多環式の飽和環状炭化水素基としては、縮合芳香族炭化水素基を水素化して得られる基(例えば、ヒドロナフチル基)、橋かけ環状炭化水素基(例えば、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル、イソボルニル基)などが挙げられる。橋かけ環状炭化水素基は、その内部に不飽和結合を有していてもよい(例えば、ノルボルネンイル基など)。さらに以下に示す橋かけ環(例えば、ノルボルナン環)及び単環(例えば、シクロヘプタン環やシクロヘキサン環)又は多環(例えば、デカヒドロナフタレン環)とが縮合した基、橋かけ環同士が縮合した基も、飽和環状炭化水素基に含まれる。
Examples of the alkyl group which may have a halogen atom include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, A perfluorohexyl group etc. are mentioned.
Q 1 and Q 2 are each independently preferably a perfluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
The alkyl group and the alkoxy group are preferably groups having 1 to 4 carbon atoms, more preferably groups having 1 to 2 carbon atoms, and even more preferably groups having 1 carbon atom.
Examples of the acyloxy group include acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy and the like.
Examples of the hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon, or a group obtained by combining these. Among them, methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, isopropyl groups, n-butyl groups, sec-butyl groups, tert-butyl groups, pentyl groups, hexyl groups, octyl groups, 2-ethylhexyl groups and other alkyl groups, An alicyclic hydrocarbon such as a cyclohexyl group, adamantyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 1- (1-adamantyl) -1-alkyl group, and isobornyl group is preferred.
The saturated cyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic saturated cyclic hydrocarbon group includes a cycloalkyl group (for example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, methylcycloheptyl group). Group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group), cycloalkenyl group (for example, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cycloheptenyl group, cyclooctenyl group) and the like. Examples of the polycyclic saturated cyclic hydrocarbon group include a group obtained by hydrogenating a condensed aromatic hydrocarbon group (for example, hydronaphthyl group), a bridged cyclic hydrocarbon group (for example, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group). Group, norbornyl group, methylnorbornyl, isobornyl group) and the like. The bridged cyclic hydrocarbon group may have an unsaturated bond therein (for example, a norborneneyl group). Further, a bridged ring (for example, norbornane ring) and a monocyclic ring (for example, cycloheptane ring or cyclohexane ring) or a polycyclic ring (for example, decahydronaphthalene ring) or bridged rings are condensed. The group is also included in the saturated cyclic hydrocarbon group.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

a3における置換基は、例えば、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、炭素数2〜4のアシル基及びシアノ基等が挙げられる。 Examples of the substituent for Y a3 include 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, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, A glycidyloxy group, a C2-C4 acyl group, a cyano group, etc. are mentioned.

モノマー(g)としては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of the monomer (g) include the following monomers.
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
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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は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。   The content of the repeating unit derived from the monomer having an acid labile group in the resin is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, more preferably 20 in all units of the resin. -85 mol%.

本発明に用いられる樹脂は、式(I)及び式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位及び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に加えて、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、後述する酸発生剤によって開裂しない構造を意味する。   The resin used in the present invention is stable in acid in addition to the repeating unit derived from the compound represented by formula (I) and formula (II) and the repeating unit derived from a monomer having an acid labile group. It may contain a repeating unit derived from a monomer. Here, the structure derived from an acid-stable monomer means a structure that is not cleaved by an acid generator described later.

樹脂における酸に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は、樹脂の全単位において、通常5〜90モル%であり、好ましくは10〜85モル%であり、より好ましくは15〜80モル%である。
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 content of the repeating unit derived from the monomer having an acid-stable group in the resin is usually from 5 to 90 mol%, preferably from 10 to 85 mol%, more preferably from 15 to 15 mol% in all the units of the resin. 80 mol%.
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、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 acid-stable monomers include 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, formula (a) A monomer giving a repeating unit represented by formula (b), a monomer giving a repeating unit represented by formula (b), an alicyclic compound having an olefinic double bond in the molecule such as hydroxystyrene or norbornene, and an aliphatic such as maleic anhydride Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acid 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性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 styrene monomer such as p- or m-hydroxystyrene, a repeating unit derived from a repeating unit derived from 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, and the formula (a) A resist obtained from a resin containing either a repeating unit represented by formula (b) or a repeating unit represented by formula (b) is preferred because it tends to improve the adhesion to the substrate and the resolution of the resist.

Figure 2011085814
(式中、R及びRは、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表し、R及びR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、R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、Rは互いに異なる基であってもよい。)
Figure 2011085814
(Wherein, R A and R B each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R C and R D 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, RC may be different from each other, and when j is 2 or 3, RD may be different from each other. Good.)

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

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し得る(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 2011085814
Figure 2011085814

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.

樹脂における式(a)、又は(b)で表されるモノマーに由来する繰り返し単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常5〜50モル%であり、好ましくは10〜45モル%であり、より好ましくは15〜40モル%である。   The content of the repeating unit derived from the monomer represented by the formula (a) or (b) in the resin is usually 5 to 50 mol%, preferably 10 to 45 mol% in all units of the resin. More preferably, it is 15-40 mol%.

KrFエキシマレーザ露光、EUV露光を利用する場合は、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。
When KrF excimer laser exposure or EUV exposure is used, sufficient transmittance can be obtained even if a repeating unit derived from a styrene monomer such as p- or m-hydroxystyrene is used as the repeating unit of the resin. Such a copolymer resin can be obtained by radically polymerizing the corresponding (meth) acrylic acid ester monomer, acetoxystyrene, and styrene and then deacetylating with an acid.
As a monomer which gives the repeating unit derived from a styrene-type monomer, the following compounds are mentioned, for example.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

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.

樹脂におけるスチレン系モノマーに由来する繰り返し単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常5〜90モル%であり、好ましくは10〜85モル%であり、より好ましくは15〜80モル%である。   The content of the repeating unit derived from the styrenic monomer in the resin is usually from 5 to 90 mol%, preferably from 10 to 85 mol%, more preferably from 15 to 80 mol%, in all units of the resin. .

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. A 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 2011085814
Figure 2011085814

ここで、式(c)中のR及びR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、R及びR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。
及びR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。
及びR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 E and R F in the formula (c) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a carboxyl group, a cyano group, or —COOU (U is an alcohol residue). Or R E and R F are bonded to each other to represent a carboxylic acid anhydride residue represented by —C (═O) OC (═O) —.
When R E and R F 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 in the case where R E and R F are alkyl groups include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and the like. 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R及びR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 —COOU of R E and R F in 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.

樹脂における式(c)、(d)又は(e)で表される繰り返し単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常2〜40モル%であり、好ましくは3〜30モル%であり、より好ましくは5〜20モル%である。   The content of the repeating unit represented by the formula (c), (d) or (e) in the resin is usually 2 to 40 mol%, preferably 3 to 30 mol%, in all units of the resin. More preferably, it is 5-20 mol%.

さらに、酸に安定な基として、式(f)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 (f) and a repeating unit containing a fluorine atom.

Figure 2011085814
[式(f)中、
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の直鎖状、分岐状又は環状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、水酸基あるいは直鎖状又は分岐状の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。]
Figure 2011085814
[In the formula (f),
R G represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
AR represents a linear, branched or cyclic 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 2 ) —, and the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be a hydroxyl group, a straight chain or a branched chain. It may be substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. ]

式(f)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 (f) include the following monomers.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814


Figure 2011085814

Figure 2011085814

樹脂における式(f)で表される繰り返し単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常1〜30モル%であり、好ましくは2〜20モル%であり、より好ましくは3〜10モル%である。   The content of the repeating unit represented by the formula (f) in the resin is usually 1 to 30 mol%, preferably 2 to 20 mol%, more preferably 3 to 10 mol% in all units of the resin. It is.

そして、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。   And as a repeating unit derived from a monomer having an acid labile group, in particular, 2-alkyl-2-adamantyl methacrylate, 2-alkyl-2-adamantyl acrylate 1- (1-adamantyl) -1 -When alkyl-alkyl, repeating unit derived from 2-alkyl-2-adamantyl methacrylate 1- (1-adamantyl) -1-alkylalkyl acrylate is included, the repeating unit comprises all repeating units constituting the resin. When the content is 15 mol% or more, the resin has an alicyclic group and thus has a sturdy structure, which is advantageous in terms of dry etching resistance of the resist to be provided.

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

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

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.

本発明のレジスト組成物は、酸発生剤を含有する。
酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
The resist composition of the present invention contains an acid generator.
As an acid generator, photo-initiator of photocation polymerization, photo-initiator of photo-radical polymerization, photo-decoloring agent of dyes, photo-discoloring agent, or irradiation with actinic ray or radiation used for micro-resist etc. Known compounds that generate acids and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates.

また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基や化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物として、例えば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載される化合物を用いることができる。   Examples of compounds in which a group or a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation is introduced into the main chain or side chain of the polymer include, for example, US Pat. No. 3,849,137 and German Patent No. 3914407. JP, 63-26653, JP, 55-164824, JP, 62-69263, JP, 63-146038, JP, 63-163452, JP, 62-153853, The compounds described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-146029 can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載される光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Furthermore, compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.

酸発生剤としては、特に限定されず、当該分野で公知の酸発生剤を用いることができる。例えば、式(III)で表される塩を有効成分とする酸発生剤が挙げられる。

Figure 2011085814
[式(III)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、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、直鎖状又は分岐状の炭素数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あるいは炭素数6〜36の芳香族炭化水素基であり、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−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、有機カチオンを表す。] It does not specifically limit as an acid generator, A well-known acid generator can be used in the said field | area. For example, the acid generator which uses the salt represented by Formula (III) as an active ingredient is mentioned.
Figure 2011085814
[In the formula (III),
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 which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —O— or —CO—. It may be replaced with.
Y 1 is a linear or branched 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, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and —CH 2 contained in the aliphatic hydrocarbon group and alicyclic hydrocarbon group. -May be replaced by -O- or -CO-.
Z + represents an organic cation. ]

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.

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。
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 2011085814
[式(X−A)〜式(X−C)中、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数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 saturated hydrocarbon group include divalent groups including an alkylene group and a cycloalkylene group.
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 2011085814
[In the formula (X 1 -A) to formula (X 1 -C),
X A and X B each independently represent a C 1-6 alkylene group which may have a substituent. However, the number of carbon atoms of the group represented by the formula (X 1 -A) ~ Formula (X 1 -C) is 1 to 17. ]

飽和炭化水素基に含まれる−CH−が−O−又は−CO−で置換された基としては、例えば、−X10−O−、−X10−CO−O−、−X10−O−CO−、−X10−O−X11−などが挙げられる。好ましくは−CO−O−[CH−(hは、0〜10の整数を表す)が挙げられる。
ここで、X10及びX11は、互いに独立に、単結合、直鎖状又は分岐状の炭素数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。
Examples of the group in which —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is substituted with —O— or —CO— include, for example, —X 10 —O—, —X 10 —CO—O—, and —X 10 —O. —CO—, —X 10 —O—X 11 — and the like can be mentioned. Preferably -CO-O- [CH 2] h - (h is an integer of 0) can be mentioned.
Here, X 10 and X 11 each independently represent a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 15 carbon atoms. 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.

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、直鎖状又は分岐状の炭素数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、又は直鎖状又は分岐状の炭素数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, a linear or branched carbon number of 1 -6 alkoxy group, C1-C7 alkoxycarbonyl group, linear or branched C1-C12 aliphatic hydrocarbon group, C3-C10 alicyclic hydrocarbon group, carbon Examples thereof include hydrocarbon groups such as an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms and an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms.

式(III)で表される塩では、Q1及びQ2は、それぞれ独立にフッ素原子又はCFであることが好ましく、両方ともフッ素原子がより好ましい。 In the salt represented by the formula (III), Q 1 and Q 2 are preferably each independently a fluorine atom or CF 3 , and both are more preferably a fluorine atom.

例えば、Xとしては、具体的には、下記の基が挙げられる。

Figure 2011085814
なかでも、Xは、*−CO−O(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)であることが好ましい。 For example, specific examples of X 1 include the following groups.
Figure 2011085814
Among these, X 1 is preferably * —CO—O (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —).

は、置換基を有してもよい炭素数4〜36の脂環式炭化水素基が適している。
また、Yの脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基に置換されていてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子を除く)、水酸基、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、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、グリシジルオキシ基及び炭素数2〜4のアシル基からなる群から選択される1以上が挙げられる。
Y 1 is suitably an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms which may have a substituent.
Examples of the substituent that may be substituted with the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group of Y 1 include, for example, a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxyl group, and a straight chain Or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, glycidyloxy group And one or more selected from the group consisting of acyl groups having 2 to 4 carbon atoms.

式(III)で表される塩のアニオンとしては、以下の式(IIIA)、式(IIIB)、式(IIIC)、式(IIID)等が挙げられる。なかでも、式(IIIA)及び式(IIIB)で表されるアニオン等が適している。   Examples of the anion of the salt represented by the formula (III) include the following formula (IIIA), formula (IIIB), formula (IIIC), formula (IIID) and the like. Of these, anions represented by formula (IIIA) and formula (IIIB) are suitable.

Figure 2011085814
[式(IIIA)、式(IIIB)、式(IIIC)及び式(IIID)中、
、Q、Y、X10及びX11は、式(III)における定義と同じである。]
Figure 2011085814
[In Formula (IIIA), Formula (IIIB), Formula (IIIC) and Formula (IIID),
Q 1 , Q 2 , Y 1 , X 10 and X 11 are the same as defined in formula (III). ]

は、式(Y0)で表される基が好ましい。

Figure 2011085814
[式(Y0)中、
環W’は、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、該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。
は、互いに独立に、ハロゲン原子、水酸基、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、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、炭素数1〜12のアルコキシ基、グリシジルオキシ基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
xは、0〜8の整数を表す。xが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なってもよい。
は、水素原子あるいは直鎖状又は分岐状の炭素数1〜6の炭化水素基を表すか、環W’に含まれる炭素原子と互いに結合して環を形成していてもよい。] Y 1 is preferably a group represented by the formula (Y0).
Figure 2011085814
[In the formula (Y0),
Ring W ′ represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, and the methylene group contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group.
R b is independently of each other a halogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or 7 to 21 carbon atoms. An aralkyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms is represented.
x represents an integer of 0 to 8. When x is 2 or more, the plurality of R b may be the same or different.
R a represents a hydrogen atom or a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or may be bonded to a carbon atom contained in the ring W ′ to form a ring. ]

炭化水素としては、飽和又は不飽和の炭化水素基を含み、上述したように、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、アリール、アラルキル基又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
環としては、芳香族又は非芳香族の炭化水素環又は複素環等が挙げられる。これらは、さらに組み合わされて多環縮合環を形成してもよい。
xは、好ましくは0〜6の整数、より好ましくは0〜4の整数を表す。
環W’として、式(W1)〜式(W25)などが挙げられる。
The hydrocarbon includes a saturated or unsaturated hydrocarbon group, and as described above, an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, an aryl, an aralkyl group, or a combination thereof. Can be mentioned.
Examples of the ring include an aromatic or non-aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring. These may be further combined to form a polycyclic fused ring.
x preferably represents an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4.
Examples of the ring W ′ include formula (W1) to formula (W25).

Figure 2011085814
Figure 2011085814

なかでも、Yは、式(Y1)又は式(Y2)で表される基であるものがより好ましい。

Figure 2011085814
[式(Y1)及び式(Y2)中、
環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く、環に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
*は、Xとの結合手を表す。] Among these, Y 1 is more preferably a group represented by the formula (Y1) or the formula (Y2).
Figure 2011085814
[In Formula (Y1) and Formula (Y2),
The hydrogen atom contained in the ring 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, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or glycidyl. It may be substituted with an oxy group or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the ring may be replaced with —O— or —CO—.
* Represents a bond to X 1. ]

としては、さらに、環W’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、該環W’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)並びに環W’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環W’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、環W’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、環W’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 ring W ′ is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (provided that the methylene group contained in ring W ′ is 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 two adjacent methylene groups contained in the ring W ′ are an oxygen atom and a carbonyl group. A group having a substituted lactone structure and a group having a ketone structure in which one methylene group contained in ring W ′ is substituted with a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in ring W ′ represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic ring. And a group having an ether structure in which one methylene group contained in the ring W ′ is substituted with an oxygen atom, and the like.

環W’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(該炭化水素基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。)Yとしては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
The hydrogen atom contained in the ring W ′ is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (the methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom) as Y 1 For example, the following groups may be mentioned.
Figure 2011085814

環W’に含まれる水素原子が水酸基又は水酸基を含む基で置換されたY(ただし、ラクトン構造を有さない。)としては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of Y 1 in which a hydrogen atom contained in ring W ′ is substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group (however, having no lactone structure) include the following groups.
Figure 2011085814

環W’に含まれる隣接する2つのメチレン基がカルボニル基と酸素原子とで置換されたラクトン構造を有するYとしては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of Y 1 having a lactone structure in which two adjacent methylene groups contained in ring W ′ are substituted with a carbonyl group and an oxygen atom include the following groups.
Figure 2011085814

環W’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Yとしては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of Y 1 having a ketone structure in which one methylene group contained in ring W ′ is substituted with a carbonyl group include the following groups.
Figure 2011085814

環W’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Yとしては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of Y 1 in which the hydrogen atom contained in the ring W ′ is substituted with an aromatic hydrocarbon group or a group having an aromatic ring include the following groups.
Figure 2011085814

環W’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Yとしては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2011085814
Examples of Y 1 having an ether structure in which one methylene group contained in ring W ′ is substituted with an oxygen atom include the following groups.
Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’に含まれる水素原子が炭化水素基のみで置換された(該炭化水素基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。)アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIA), an anion in which a hydrogen atom contained in ring W ′ is substituted only with a hydrocarbon group (a methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted with an oxygen atom) includes, for example, The following can be mentioned.

Figure 2011085814
Figure 2011085814


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’に含まれる水素原子が水酸基又は水酸基を含む基で置換されたアニオン(ただし、ラクトン構造を有さない。)としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIA), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in the ring W ′ is substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group (but not having a lactone structure) include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIA), examples of the anion having a lactone structure in which two adjacent methylene groups contained in ring W ′ are substituted with an oxygen atom and a carbonyl group include the following.


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’に含まれる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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIA), examples of the anion having a ketone structure in which the methylene group contained in the ring W ′ is substituted with a carbonyl group include the following.


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIA), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in ring W ′ is substituted with an aromatic hydrocarbon group or a group having an aromatic ring include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIA)中、環W’に含まれる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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIA), examples of the anion having an ether structure in which the methylene group contained in the ring W ′ is substituted with an oxygen atom include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIB)中、環W’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(環W’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。)アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIB), a hydrogen atom contained in ring W ′ is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (a methylene group contained in ring W ′ may be substituted with an oxygen atom). Examples of the anion include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIB)中、環W’に含まれる水素原子が水酸基又は水酸基を含む基で置換されたアニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIB), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in ring W ′ is substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIB)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIB), examples of the anion having a lactone structure in which two adjacent methylene groups included in the ring W ′ are substituted with an oxygen atom and a carbonyl group include the followings.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIB)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIB), examples of the anion having a ketone structure in which one methylene group contained in the ring W ′ is substituted with a carbonyl group include the followings.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIB)中、環W’に含まれる水素原子が芳香族炭化水素基で置換されたアニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIB), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in the ring W ′ is substituted with an aromatic hydrocarbon group include the following.


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIIC)中、環W’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(環W’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。)アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIIC), the hydrogen atom contained in ring W ′ is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (the methylene group contained in ring W ′ may be substituted with an oxygen atom). Examples of the anion include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIC)中、環W’に含まれる水素原子が水酸基又は水酸基を含む基で置換されたアニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIC), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in the ring W ′ is substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIC)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIIC), examples of the anion having a ketone structure in which one methylene group contained in the ring W ′ is substituted with a carbonyl group include the followings.


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(IIID)中、環W’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(環W’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。)アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIID), the hydrogen atom contained in ring W ′ is not substituted or substituted only with a hydrocarbon group (the methylene group contained in ring W ′ may be substituted with an oxygen atom). Examples of the anion include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIID)中、環W’に含まれる水素原子が水酸基又は水酸基を含む基で置換されたアニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In formula (IIID), examples of the anion in which the hydrogen atom contained in ring W ′ is substituted with a hydroxyl group or a group containing a hydroxyl group include the following.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIID)中、環W’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アニオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   In the formula (IIID), examples of the anion having a ketone structure in which one methylene group contained in the ring W ′ is substituted with a carbonyl group include the following.


Figure 2011085814

Figure 2011085814

式(III)で表される塩におけるZ+としては、オニウムカチオン、例えばスルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。これらの中でも、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。 Examples of Z + in the salt represented by the formula (III) include onium cations such as sulfonium cations, iodonium cations, ammonium cations, benzothiazolium cations, and phosphonium cations. Among these, a sulfonium cation and an iodonium cation are preferable, and an arylsulfonium cation is more preferable.

+は、好ましくは式(IIIa)〜式(IIId)で表されるカチオンのいずれかである。 Z + is preferably any one of cations represented by formulas (IIIa) to (IIId).

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIa)中、P、P及びPは、それぞれ独立に、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基あるいは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
これら脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基は、ヒドロキシ基あるいは直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基等で置換されていてもよい。また芳香族炭化水素基は、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基あるいは炭素数4〜36の脂環式炭化水素基で置換されていてもよい。
In formula (IIIa), P a , P b and P c are each independently a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic group having 3 to 30 carbon atoms. It represents a hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
These aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or a linear or branched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group may be substituted with a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms.

式(IIIb)中、P及びPは、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基あるいは直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。 In formula (IIIb), P 4 and P 5 are each independently a hydrogen atom, a hydroxy group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched group A chain-like C1-C12 alkoxy group is represented.

式(IIIc)中、P及びPは、それぞれ独立に、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の(好ましくは炭素数4〜12の)脂環式炭化水素基を表す。
は、水素原子、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数4〜36の脂環式炭化水素基あるいは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。好ましくは水素原子である。
は、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基あるいは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
ただし、P及びPの芳香族炭化水素基は、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基、ヒドロキシ基あるいは直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基などで置換されていてもよい。また、PとPとが一緒になって又はPとPとが一緒になって、3員環〜12員環(好ましくは3員環〜6員環)を形成していてもよい。これらの環の−CH−は、−O−、−S−、−CO−で置換されていてもよい。
In formula (IIIc), P 6 and P 7 are each independently a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a C 3 to 36 carbon atoms (preferably 4 carbon atoms). Represents an alicyclic hydrocarbon group (˜12).
P 8 is a hydrogen atom, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, or an aromatic carbon atom having 6 to 20 carbon atoms. Represents a hydrogen group. Preferably it is a hydrogen atom.
P 9 is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms. To express.
However, the aromatic hydrocarbon groups of P 8 and P 9 are linear or branched aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 12 carbon atoms, hydroxy It may be substituted with a group or a linear or branched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. Even if P 6 and P 7 are combined or P 8 and P 9 are combined to form a 3-membered ring to 12-membered ring (preferably a 3-membered ring to 6-membered ring) Good. These rings -CH 2 - is, -O -, - S -, - CO- may be substituted with.

式(IIId)中、P10〜P21は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、直鎖状又は分枝鎖状の炭素数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 (IIId), P 10 to P 21 each independently represent a hydroxy group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a linear or branched chain An alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms is represented.
E represents a sulfur atom or an oxygen atom.
m represents 0 or 1.

脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基等は、上記と同様のものが例示される。
とPとが又はPとPとが一緒になって形成する3員環〜12員環は、脂環式炭化水素又は芳香族炭化水素等が挙げられる。
具体的には、PとPとが形成する環としては、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環等が挙げられる。
とPとが形成する環としては、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, alkoxy group and the like are the same as those described above.
Examples of the 3-membered to 12-membered ring formed by P 6 and P 7 or P 8 and P 9 together include alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
Specifically, examples of the ring formed by P 6 and P 7 include a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, a 1,4-oxathian-4-ium ring, and the like. Is mentioned.
Examples of the ring formed by P 8 and P 9 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

式(IIIa)〜式(IIId)のカチオンの中でも、以下の式(IIIe)で示すトリフェニルスルホニウムカチオンがさらに好ましい。   Among the cations of the formulas (IIIa) to (IIId), the triphenylsulfonium cation represented by the following formula (IIIe) is more preferable.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(IIIe)中、P〜Pは、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の肪族炭化水素基、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12のアルコキシ基あるいは炭素数4〜36の脂環式炭化水素である。この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、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、直鎖状又は分岐状の炭素数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あるいは炭素数2〜4のアシル基で置換されていてもよい。
特に、脂環式炭化水素基として、アダマンチル骨格、イソボルニル骨格を含むものが適しており、好ましくは2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基及びイソボルニル基等が挙げられる。
In formula (IIIe), P 1 to P 3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, a linear or branched C 1-12 aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched group. Or an alicyclic hydrocarbon having 4 to 36 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxyl group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched carbon number of 1 to 12. Or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
In particular, those containing an adamantyl skeleton and an isobornyl skeleton are suitable as the alicyclic hydrocarbon group, preferably a 2-alkyl-2-adamantyl group, a 1- (1-adamantyl) -1-alkyl group, an isobornyl group, and the like. Is mentioned.

式(IIIa)又は式(IIIe)で表されるカチオンとしては、例えば、下記のもの等が挙げられる。   Examples of the cation represented by the formula (IIIa) or the formula (IIIe) include the followings.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

カチオン(IIIb)の具体例としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2011085814
Specific examples of the cation (IIIb) include the following.
Figure 2011085814

カチオン(IIIc)の具体例としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2011085814
Specific examples of the cation (IIIc) include the following.
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814

カチオン(IIId)の具体例としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2011085814
Specific examples of the cation (IIId) include the following.
Figure 2011085814

Figure 2011085814
Figure 2011085814

Figure 2011085814
なかでも、Zは、アリールスルホニウムカチオンであるものが好ましい。
上述したアニオン及びカチオンは、任意に組合せることができる。
Figure 2011085814
Among these, Z + is preferably an arylsulfonium cation.
The anions and cations described above can be arbitrarily combined.

例えば、式(III)で表される塩としては、式(Xa)〜式(Xi)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2011085814
[式(Xa)〜(Xi)中、
25、P26及びP27は、互いに独立に、水素原子、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基あるいは炭素数4〜36の脂環式炭化水素基を表す。
28及びP29は、互いに独立に、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基あるいは炭素数4〜36の脂環式炭化水素基を表すか、あるいはP28とP29とが一緒になってSを含んで炭素数2〜6の環を形成してもよい。
30は、直鎖状又は分岐状の炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数4〜36の脂環式炭化水素基あるいは置換されていてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、あるいはP30とP31とが一緒になって炭素数3〜12の環を形成してもよい。ここで、該環に含まれるメチレン基は、任意に、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
及びQは、上記と同義である。
13は、単結合又はメチレン基を表す。] For example, examples of the salt represented by the formula (III) include compounds represented by the formula (Xa) to the formula (Xi).
Figure 2011085814
[In the formulas (Xa) to (Xi),
P 25 , P 26 and P 27 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms. .
P 28 and P 29 each independently represent a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, or P 28 and may form a ring of 2 to 6 carbon atoms include S + and P 29 together.
P 30 is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, or an optionally substituted aromatic group having 6 to 20 carbon atoms. It may represent a hydrocarbon group, or P 30 and P 31 may form a ring having 3 to 12 carbon atoms together. Here, the methylene group contained in the ring may be optionally substituted with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
Q 1 and Q 2 are as defined above.
X 13 represents a single bond or a methylene group. ]

28とP29とが一緒になって形成する環としては、テトラヒドロチオフェニウム基などが挙げられる。
30とP31とが一緒になって形成する環としては、上述した式(W13)〜式(W15)の基などが挙げられる。
Examples of the ring and P 28 and P 29 are formed together, such as tetrahydrothiophenium group.
Examples of the ring formed by combining P 30 and P 31 include the groups of the above-described formulas (W13) to (W15).

上記の組合せのうち、以下の塩が好ましい。

Figure 2011085814
Of the above combinations, the following salts are preferred.
Figure 2011085814

なかでも、カチオンとして式(IIIe)で表されるカチオンにおいて、P22、P23及びP24がいずれも水素原子であるトリフェニルスルホニウムカチオンと、式(IB)で表されるアニオンの具体的例示に挙げられたものとを組合せた酸発生剤が好ましい。
式(III)で表される酸発生剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Especially, in the cation represented by the formula (IIIe) as the cation, specific examples of the triphenylsulfonium cation in which P 22 , P 23 and P 24 are all hydrogen atoms and the anion represented by the formula (IB) Acid generators in combination with those listed above are preferred.
You may use the acid generator represented by Formula (III) individually or in combination of 2 or more types.

式(III)で表される酸発生剤(A)において、カチオンをZとした場合の塩は、以下の製造方法によって形成することができる。なお、以下の酸発生剤の製造方法で示される式においては、特記しないかぎり、各置換基の定義は、上記したものと同じ意味を示す。 In the acid generator (A) represented by the formula (III), the salt when the cation is Z + can be formed by the following production method. In addition, in the formula shown with the manufacturing method of the following acid generators, unless otherwise specified, the definition of each substituent shows the same meaning as described above.

例えば、式(1)で表される塩と、式(3)で表されるオニウム塩とを、例えば、アセトニトリル、水、メタノール、クロロホルム、塩化メチレン又は非プロトン性溶媒等の不活性溶媒中にて、0〜150℃程度の温度範囲、好ましくは0〜100℃程度の温度範囲で攪拌して反応させる方法などにより製造することができる。
ここで、非プロトン性溶媒中とは、例えば、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
For example, the salt represented by the formula (1) and the onium salt represented by the formula (3) are mixed in an inert solvent such as acetonitrile, water, methanol, chloroform, methylene chloride, or an aprotic solvent. Thus, it can be produced by a method of stirring and reacting in a temperature range of about 0 to 150 ° C., preferably about 0 to 100 ° C.
Here, examples of the aprotic solvent include dichloroethane, toluene, ethylbenzene, monochlorobenzene, acetonitrile, N, N-dimethylformamide and the like.

Figure 2011085814
[式中、Mは、Li、Na、K又はAgを表す。
1−は、F、Cl、Br、I、BF 、AsF 、SbF 、PF 又はClO を表す。]
Figure 2011085814
[Wherein M + represents Li + , Na + , K + or Ag + .
Z 1− represents F , Cl , Br , I , BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , PF 6 or ClO 4 . ]

式(3)のオニウム塩の使用量は、通常、式(1)で表される塩1モルに対して、0.5〜2モル程度である。該塩は再結晶で取り出してもよいし、水洗して精製してもよい。   The usage-amount of the onium salt of Formula (3) is about 0.5-2 mol normally with respect to 1 mol of salts represented by Formula (1). The salt may be taken out by recrystallization or may be purified by washing with water.

式(1)で表される塩のうち、前記式(IIIA)で表されるアニオンを有する塩は、例えば、先ず、式(4)で表されるアルコールと、式(5)で表されるカルボン酸とをエステル化反応させて得ることができる。   Among the salts represented by the formula (1), the salt having an anion represented by the formula (IIIA) is, for example, first represented by the alcohol represented by the formula (4) and the formula (5). It can be obtained by esterification reaction with carboxylic acid.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

エステル化反応における式(5)で表されるカルボン酸の使用量は、通常、式(4)で表されるアルコール1モルに対して、0.2〜3モル程度、好ましくは0.5〜2モル程度である。エステル化反応における酸触媒の使用量は、触媒量でも溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度である。   The amount of the carboxylic acid represented by the formula (5) in the esterification reaction is usually about 0.2 to 3 mol, preferably 0.5 to 1 mol of the alcohol represented by the formula (4). About 2 moles. The amount of the acid catalyst used in the esterification reaction may be a catalytic amount or an amount corresponding to a solvent, and is usually about 0.001 to 5 mol.

また、式(1)で表される塩のうち、前記式(IIIA)で表されるアニオンを有する塩は、例えば、式(6)で表されるアルコールと式(7)で表されるカルボン酸とをエステル化反応した後、MOHで加水分解するなどによっても製造することができる。

Figure 2011085814
Moreover, among the salts represented by the formula (1), the salt having an anion represented by the formula (IIIA) includes, for example, an alcohol represented by the formula (6) and a carboxyl represented by the formula (7). It can also be produced by esterifying the acid and then hydrolyzing with MOH.
Figure 2011085814

MOHで表されるアルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムなどが挙げられ、好ましくは水酸化リチウム及び水酸化ナトリウムが挙げられる。   Examples of the alkali metal hydroxide represented by MOH include lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, preferably lithium hydroxide and sodium hydroxide.

前記エステル化反応は、通常、上記と同様の非プロトン性溶媒中にて、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で攪拌して行えばよい。
エステル化反応は、通常、酸触媒として、p−トルエンスルホン酸などの有機酸又は硫酸等の無機酸を添加してもよい。
さらに、前記のエステル化反応においては、脱水剤を添加してもよい。
脱水剤として、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−アルキル−2−ハロピリジニウム塩、1,1−カルボニルジイミダゾール、ビス(2−オキソ−3−オキサゾリジニル)ホスフィン酸塩化物、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、ジ−2−ピリジル炭酸塩、ジ−2−ピリジルチオノ炭酸塩、4−(ジメチルアミノ)ピリジン存在下での6−メチル−2−ニトロ安息香酸無水物等が挙げられる 酸触媒を用いたエステル化反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施すると、反応時間が短縮化される傾向があることから好ましい。
The esterification reaction is usually carried out by stirring in an aprotic solvent similar to the above in a temperature range of about 20 to 200 ° C, preferably in a temperature range of about 50 to 150 ° C.
In the esterification reaction, an organic acid such as p-toluenesulfonic acid or an inorganic acid such as sulfuric acid may be added as an acid catalyst.
Furthermore, a dehydrating agent may be added in the esterification reaction.
Examples of the dehydrating agent include dicyclohexylcarbodiimide, 1-alkyl-2-halopyridinium salt, 1,1-carbonyldiimidazole, bis (2-oxo-3-oxazolidinyl) phosphine acid chloride, 1-ethyl-3- (3 -Dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, di-2-pyridyl carbonate, di-2-pyridylthiono carbonate, 6-methyl-2-nitrobenzoic anhydride in the presence of 4- (dimethylamino) pyridine, and the like. The esterification reaction using an acid catalyst is preferably carried out while dehydrating using a Dean Stark apparatus or the like because the reaction time tends to be shortened.

前記の反応は、式(IIIB)で表されるアニオンを有する塩の製造においても、同様に適用できる。   The above reaction can be similarly applied to the production of a salt having an anion represented by the formula (IIIB).

さらに、式(1)で表される塩のうち、式(IIIC)で表されるアニオンを有する塩は、例えば、先ず、式(8)で表されるカルボン酸と、式(9)で表されるアルコールとをエステル化反応させて得ることができる。   Further, among the salts represented by the formula (1), the salt having an anion represented by the formula (IIIC) is, for example, first represented by the carboxylic acid represented by the formula (8) and the formula (9). It can be obtained by an esterification reaction with the alcohol to be produced.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

エステル化反応における式(9)で表されるアルコールの使用量は、式(8)で表されるカルボン酸1モルに対して、0.5〜3モル程度、好ましくは1〜2モル程度である。エステル化反応における酸触媒は、式(8)で表されるカルボン酸1モルに対して、触媒量でも溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度である。エステル化反応における脱水剤は、式(8)で表されるカルボン酸1モルに対して、0.5〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。   The amount of the alcohol represented by the formula (9) in the esterification reaction is about 0.5 to 3 mol, preferably about 1 to 2 mol with respect to 1 mol of the carboxylic acid represented by the formula (8). is there. The acid catalyst in the esterification reaction may be a catalytic amount or an amount corresponding to a solvent with respect to 1 mol of the carboxylic acid represented by the formula (8), and is usually about 0.001 to 5 mol. The dehydrating agent in the esterification reaction is about 0.5 to 5 mol, preferably about 1 to 3 mol with respect to 1 mol of the carboxylic acid represented by the formula (8).

式(8)で表されるカルボン酸と式(9)で表されるアルコールとのエステル化反応は、式(8)で表されるカルボン酸を対応する酸ハライドに変換して、式(9)で表されるアルコールと反応させることにより行うこともできる。   In the esterification reaction of the carboxylic acid represented by the formula (8) and the alcohol represented by the formula (9), the carboxylic acid represented by the formula (8) is converted into the corresponding acid halide, and the formula (9 It can also be performed by reacting with an alcohol represented by

酸ハライドに変換する試薬としては、塩化チオニル、臭化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、三臭化リン等が挙げられる。酸ハライド化反応に用いられる溶媒としては、上記と同様の非プロトン性溶媒が挙げられる。反応は、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で、攪拌して行うことが適している。
前記の反応において、触媒として、アミン化合物を添加してもよい。
Examples of the reagent that converts to an acid halide include thionyl chloride, thionyl bromide, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, and phosphorus tribromide. Examples of the solvent used in the acid halide reaction include the same aprotic solvents as described above. The reaction is suitably carried out with stirring in a temperature range of about 20 to 200 ° C., preferably in a temperature range of about 50 to 150 ° C.
In the above reaction, an amine compound may be added as a catalyst.

得られた酸ハライドを、式(9)で表されるアルコールと不活性溶媒(例えば、非プロトン性溶媒等)中で反応させることにより、式(IIIC)で表されるアニオンを有する塩を得ることができる。反応は、20〜200℃程度の温度範囲、さらに50〜150℃程度の温度範囲で行うことが好ましい。また、脱酸剤を用いることが適している。
脱酸剤としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基又は水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基が挙げられる。
用いる脱酸剤の量は、酸ハライド1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。
By reacting the obtained acid halide with an alcohol represented by the formula (9) in an inert solvent (for example, an aprotic solvent), a salt having an anion represented by the formula (IIIC) is obtained. be able to. The reaction is preferably performed in a temperature range of about 20 to 200 ° C, and more preferably in a temperature range of about 50 to 150 ° C. It is also suitable to use a deoxidizer.
Examples of the deoxidizer include organic bases such as triethylamine and pyridine, or inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium carbonate, and sodium hydride.
The amount of the deoxidizing agent used may be an amount corresponding to the solvent with respect to 1 mol of the acid halide, and is usually about 0.001 to 5 mol, preferably about 1 to 3 mol.

前記(IIIC)で表されるアニオンを有する塩の製造方法としては、式(10)で表されるカルボン酸と式(11)で表されるアルコールとをエステル化反応した後、MOHで表されるアルカリ金属水酸化物で加水分解して塩を得る方法もある。Mは、上記と同じ意味を表す。 As a method for producing a salt having an anion represented by (IIIC), an esterification reaction is performed between a carboxylic acid represented by formula (10) and an alcohol represented by formula (11), and then represented by MOH. There is also a method of obtaining a salt by hydrolysis with an alkali metal hydroxide. M + represents the same meaning as described above.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(10)で表されるカルボン酸と式(11)で表されるアルコールとのエステル化反応は、通常、上記と同様の非プロトン性溶媒中にて、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で攪拌して行えばよい。
エステル化反応においては、通常、上記と同様の酸触媒が添加される。
さらに、このエステル化反応では、上述したように脱水剤を添加してもよい。
The esterification reaction of the carboxylic acid represented by the formula (10) and the alcohol represented by the formula (11) is usually performed in a temperature range of about 20 to 200 ° C. in the same aprotic solvent as described above. Preferably, stirring may be performed in a temperature range of about 50 to 150 ° C.
In the esterification reaction, the same acid catalyst as described above is usually added.
Furthermore, in this esterification reaction, a dehydrating agent may be added as described above.

式(IIID)で表されるアニオンを有する塩の製造方法としては、例えば、先ず、式(12)で表されるアルコールと式(13)で表されるアルコールとを脱水縮合させる方法などが挙げられる。   Examples of the method for producing a salt having an anion represented by the formula (IIID) include a method of dehydrating and condensing the alcohol represented by the formula (12) and the alcohol represented by the formula (13). It is done.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

また、式(IIID)で表されるアニオンを有する塩の製造方法としては、式(14)で表されるアルコールと式(15)で表されるアルコールとを反応させた後、MOHで表されるアルカリ金属水酸化物で脱水縮合させる方法もある。   Moreover, as a manufacturing method of the salt which has an anion represented by Formula (IIID), after reacting the alcohol represented by Formula (14) and the alcohol represented by Formula (15), it represents with MOH. There is also a method of dehydrating and condensing with an alkali metal hydroxide.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

式(14)で表されるアルコールと式(15)で表されるアルコールとの反応は、通常、非プロトン性溶媒中にて、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で攪拌して行えばよい。
前記反応においては、通常は、酸触媒が用いられる。
さらに、前記反応においては、上述した脱水剤を添加してもよい。
酸触媒を用いた反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施すると、反応時間が短縮化される傾向があることから好ましい。
The reaction of the alcohol represented by the formula (14) and the alcohol represented by the formula (15) is usually in a temperature range of about 20 to 200 ° C., preferably 50 to 150 ° C. in an aprotic solvent. What is necessary is just to stir in the temperature range of about.
In the reaction, an acid catalyst is usually used.
Further, in the reaction, the above-described dehydrating agent may be added.
The reaction using an acid catalyst is preferably carried out while dehydrating using a Dean Stark apparatus or the like because the reaction time tends to be shortened.

前記反応における式(14)で表されるアルコールの使用量としては、式(15)で表されるアルコール1モルに対して、0.5〜3モル程度、好ましくは1〜2モル程度である。エーテル化反応における酸触媒は、式(15)で表されるアルコール1モルに対して、触媒量でも溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度である。エーテル化反応における脱水剤は式(15)で表されるアルコール1モルに対して、0.5〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。   The amount of the alcohol represented by the formula (14) in the reaction is about 0.5 to 3 mol, preferably about 1 to 2 mol per 1 mol of the alcohol represented by the formula (15). . The acid catalyst in the etherification reaction may be a catalytic amount or an amount corresponding to a solvent with respect to 1 mol of the alcohol represented by the formula (15), and is usually about 0.001 to 5 mol. The dehydrating agent in the etherification reaction is about 0.5 to 5 mol, preferably about 1 to 3 mol per 1 mol of the alcohol represented by the formula (15).

式(16)で表されるアルコールと式(17)で表されるアルコールとの反応は、式(17)で表されるアルコールを式(18)で表される化合物に変換して、得られた式(18)で表される化合物と式(16)で表されるアルコールとを反応させることにより行うこともできる。   The reaction between the alcohol represented by the formula (16) and the alcohol represented by the formula (17) is obtained by converting the alcohol represented by the formula (17) into a compound represented by the formula (18). It can also be carried out by reacting the compound represented by the formula (18) with the alcohol represented by the formula (16).

Figure 2011085814
[式中、Lは、塩素、臭素、ヨウ素、メシルオキシ基、トシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。]
Figure 2011085814
[Wherein L represents chlorine, bromine, iodine, mesyloxy group, tosyloxy group or trifluoromethanesulfonyloxy group. ]

式(17)で表されるアルコールを式(18)で表される化合物に変換させるには、例えば、塩化チオニル、臭化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、三臭化リン、メシルクロリド、トシルクロリド、トリフルオロメタンスルホン酸無水物等を、式(17)で表されるアルコールと反応させることが行われる。
前記の反応は、上述した不活性溶媒中で行われる。また前記の反応は、−70〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、−50〜150℃程度の温度範囲で攪拌して行われる。また、上述したような脱酸剤を用いることが適している。
用いる塩基の量は、式(17)で表されるアルコール1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
In order to convert the alcohol represented by the formula (17) into the compound represented by the formula (18), for example, thionyl chloride, thionyl bromide, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, phosphorus tribromide, mesyl chloride, Tosyl chloride, trifluoromethanesulfonic anhydride and the like are reacted with the alcohol represented by the formula (17).
Said reaction is performed in the inert solvent mentioned above. The reaction is carried out with stirring in a temperature range of about -70 to 200 ° C, preferably in a temperature range of about -50 to 150 ° C. It is also suitable to use a deoxidizer as described above.
The amount of the base used may be an amount corresponding to a solvent with respect to 1 mol of the alcohol represented by the formula (17), and is usually about 0.001 to 5 mol, preferably about 1 to 3 mol.

得られた式(18)で表される化合物を、式(16)で表されるアルコールと不活性溶媒中で反応させることにより、式(IIID)で表されるアニオンを有する塩を得ることができる。反応は、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で行われる。
前記の反応は、脱酸剤を用いることが適している。
脱酸剤を用いる場合、その量は、式(18)で表される化合物1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
A salt having an anion represented by formula (IIID) can be obtained by reacting the obtained compound represented by formula (18) with an alcohol represented by formula (16) in an inert solvent. it can. The reaction is carried out in a temperature range of about 20 to 200 ° C, preferably in a temperature range of about 50 to 150 ° C.
In the reaction, it is suitable to use a deoxidizing agent.
When using a deoxidizing agent, the amount thereof may be an amount corresponding to a solvent with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (18), and is usually about 0.001 to 5 mol, preferably 1 to 3 mol. It is about a mole.

なお、式(III)で表される酸発生剤における、カチオンの製造方法は、当該分野で公知のいずれかの方法を利用して製造することができる。   In addition, the manufacturing method of the cation in the acid generator represented by Formula (III) can be manufactured using any method known in the art.

本発明のレジスト組成物では、酸発生剤の含有量は、樹脂(重合体)100質量部に対して、1〜20質量部であることが好ましく、さらに1〜15質量部であることがより好ましい。   In the resist composition of the present invention, the content of the acid generator is preferably 1 to 20 parts by mass and more preferably 1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (polymer). preferable.

また、本発明のレジスト組成物では、塩基性化合物、好ましくは、塩基性含窒素有機化合物、とりわけ好ましくはアミン又はアンモニウム塩を含有させる。塩基性化合物をクエンチャーとして添加することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を改良することができる。クエンチャーに用いられる塩基性化合物の具体的な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げられる。   The resist composition of the present invention contains a basic compound, preferably a basic nitrogen-containing organic compound, particularly preferably an amine or ammonium salt. 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 2011085814
式中、T10、T及びTは、互いに独立に、水素原子、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基、炭素数5〜10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。該脂肪族炭化水素基の水素原子、該脂環式炭化水素基の水素原子及び芳香族炭化水素基の水素原子は、水酸基、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い。該アミノ基の水素原子は、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。
Figure 2011085814
In the formula, T 10 , T 2 and T 7 are each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, or 6 to 20 carbon atoms. Represents an aromatic hydrocarbon group. The hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxyl group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Good. The hydrogen atom of the amino group may be substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.

〜Tは、互いに独立に、水素原子、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基あるいは炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基の水素原子、該脂環式炭化水素基の水素原子、該芳香族炭化水素基の水素原子及び該アルコキシ基の水素原子は、互いに独立に、水酸基、アミノ基あるいは直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基の水素原子は、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。 T 3 to T 5 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, carbon An alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms is represented. The hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group and the hydrogen atom of the alkoxy group are independently of each other a hydroxyl group, an amino group or a straight chain. Or a branched or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The hydrogen atom of the amino group may be substituted with a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.

は、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基あるいは炭素数5〜10の脂環式炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基の水素原子又は該脂環式炭化水素基の水素原子は、互いに独立に、水酸基、アミノ基あるいは直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよい。該アミノ基の水素原子は、直鎖状若しくは分岐状の炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。 T 6 represents a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group or the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group is independently substituted with a hydroxyl group, an amino group, or a linear or branched alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. May be. The hydrogen atom of the amino group may be substituted with a linear or branched aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.

Aは、炭素数2〜6のアルキレン基、カルボニル基、イミノ基、スルファンジイル基又はジスルファンジイル基を表す。   A represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, a carbonyl group, an imino group, a sulfanediyl group, or a disulfanediyl 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、1−又は2−ナフチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、N−メチルアニリン、ピペリジン、ジフェニルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアニリン、2,6−イソプロピルアニリン、イミダゾール、ピリジン、4−メチルピリジン、4−メチルイミダゾール、ビピリジン、2,2’−ジピリジルアミン、ジ−2−ピリジルケトン、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ビス(2−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、1,2−ビス(4−ピリジルオキシ)エタン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、1,2−ビス(4−ピリジル)エチレン、2,2’−ジピコリルアミン、3,3’−ジピコリルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−オクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−トリフルオロメチルフェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称:コリン)などを挙げることができる。   Specific examples of such compounds include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, aniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 1- or 2-naphthylamine, and ethylenediamine. , Tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′- Diethyldiphenylmethane, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, N-methylaniline, piperidine, diphenylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine , Tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine Methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, N, N-dimethylaniline, 2,6-isopropylaniline, imidazole, pyridine, -Methylpyridine, 4-methylimidazole, bipyridine, 2,2'-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-bis (2-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyloxy) ethane, 4 , 4′-dipyridyl sulfide, 4,4′-dipyridyl disulfide, 1,2-bis (4-pyridyl) ethylene, 2,2′-dipicolylamine, 3,3′-dipicolylamine, tetramethylammonium hydroxide Tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetra-n-hexylammonium hydroxide, tetra-n- Examples include octylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3-trifluoromethylphenyltrimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (common name: choline), and the like.

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

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

本発明のレジスト組成物は、通常、上記の各成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液組成物とされ、シリコンウェハなどの基体上に、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.

本発明のパターン形成方法は、
(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(特に、液浸露光機が好ましい)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 pattern forming method 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 (particularly an immersion exposure machine is preferred);
(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。   Application of the resist composition onto the substrate can be performed by a commonly used apparatus such as a spin coater.

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。 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、露光機又は液浸露光機を用いて露光する。この際、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 or an immersion exposure machine. At this time, 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.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例及び比較例中、含有量ないし使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり質量基準である。また重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型、カラムは”TSKgel Multipore HXL−M”3本、溶媒はテトラヒドロフラン)により求めた値である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content or amount used are based on mass unless otherwise specified. The weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type, manufactured by Tosoh Corporation, three columns are “TSKgel Multipore HXL-M”, and the solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product. .

カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + 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)

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

(樹脂B1の合成)
モノマーE、モノマーF、モノマーI、モノマーG及びモノマーDを、モル比40:10:8:26:16の割合で仕込み、次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.2質量倍のジオキサンを加えた。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75℃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との混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7.4×10の共重合体を収率68%で得た。得られた共重合体は、次式の各モノマーから導かれる繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂B1とした。
(Synthesis of Resin B1)
Monomer E, monomer F, monomer I, monomer G and monomer D are charged in a molar ratio of 40: 10: 8: 26: 16, and then 1.2 mass times dioxane with respect to the total mass of all monomers. Was added. 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. This was heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a large amount of methanol / water mixed solvent and precipitating three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.4 × 10 3 in a yield of 68%. Got in. The obtained copolymer has a repeating unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B1.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

(樹脂B2の合成)
モノマーE、モノマーF、モノマーI、モノマーG及びモノマーDを、モル比40:10:5:25:20の割合で仕込み、次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.2質量倍のジオキサンを加えた。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75℃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との混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7.2×10の共重合体を収率72%で得た。得られた共重合体は、上式の各モノマーから導かれる繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂B2とした。
(Synthesis of Resin B2)
Monomer E, monomer F, monomer I, monomer G and monomer D are charged in a molar ratio of 40: 10: 5: 25: 20, and then 1.2 mass times dioxane with respect to the total mass of all monomers. Was added. 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. This was heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a large amount of methanol / water mixed solvent and precipitating three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.2 × 10 3 in a yield of 72%. Got in. The obtained copolymer has a repeating unit derived from each monomer of the above formula, and this was designated as resin B2.

(樹脂B3の合成)
モノマーE、モノマーF、モノマーI、モノマーB、モノマーG及びモノマーDを、モル比40:10:4:4:22:20の割合で仕込み、次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.2質量倍のジオキサンを加えた。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75℃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との混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7.3×10の共重合体を収率65%で得た。得られた共重合体は、次式の各モノマーから導かれる繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂B3とした。
(Synthesis of Resin B3)
Monomer E, monomer F, monomer I, monomer B, monomer G and monomer D are charged in a molar ratio of 40: 10: 4: 4: 22: 20, and then 1. Two times as much dioxane was added. 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. This was heated at 75 ° C. for about 5 hours. Then, the reaction solution was purified by performing the operation of pouring into a large amount of methanol / water mixed solvent and precipitating three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.3 × 10 3 in a yield of 65%. Got in. The obtained copolymer has a repeating unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin B3.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

〔樹脂X1の合成〕
モノマーA、モノマーB、モノマーDをモル比50:25:25で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(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1mol%、3mol%添加し、77℃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に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が約8.1×10の共重合体を収率55%で得た。この共重合体は、次式モノマーに由来する繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂X1とする。

Figure 2011085814
〔樹脂X2の合成〕
モノマーG、モノマーA、モノマーJをモル比42.6:41.4:16.0で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(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1mol%、3mol%添加し、75℃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に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が約7.3×10の共重合体を収率62%で得た。この共重合体は、次式モノマーに由来する繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂X2とする。
Figure 2011085814
〔樹脂X3の合成〕
モノマーG、モノマーA、モノマーJをモル比31.5:52.7:15.8で仕込み、全モノマー量の4.0重量倍のメチルエチルケトンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてV−601(和光純薬製)を全モノマー量に対してそれぞれ5mol%添加し、75℃で約7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に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が約7.3×10の共重合体を収率59%で得た。この共重合体は、上式モノマーに由来する繰り返し単位を有するものであり、これを樹脂X3とする。 [Synthesis of Resin X1]
Monomer A, monomer B, and monomer D were charged at a molar ratio of 50:25:25, and 1.5 weight times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 77 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 8.1 × 10 3 in a yield of 55%. It was. This copolymer has a repeating unit derived from the monomer of the following formula, and this is designated as resin X1.
Figure 2011085814
[Synthesis of Resin X2]
Monomer G, monomer A, and monomer J were charged at a molar ratio of 42.6: 41.4: 16.0, and 1.5 weight times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.3 × 10 3 in a yield of 62%. It was. This copolymer has a repeating unit derived from the monomer of the following formula, and this is designated as resin X2.
Figure 2011085814
[Synthesis of Resin X3]
Monomer G, monomer A, and monomer J were charged at a molar ratio of 31.5: 52.7: 15.8, and methyl ethyl ketone 4.0 times the total monomer amount was added to obtain a solution. V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an initiator was added thereto in an amount of 5 mol% with respect to the total monomer amount, and heated at 75 ° C. for about 7 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 7.3 × 10 3 in a yield of 59%. It was. This copolymer has a repeating unit derived from the above monomer, and is referred to as a resin X3.

実施例及び比較例
上記成分及び以下に示す各成分を表1の組成で混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト液を調製した。
Examples and Comparative Examples The above components and the following components were mixed and dissolved in the composition shown in Table 1, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist solution.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

<酸発生剤>
A1:

Figure 2011085814
A2:
Figure 2011085814
<Acid generator>
A1:
Figure 2011085814
A2:
Figure 2011085814

<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
Q2:トリ−n−ペンチルアミン
<Basic compound: Quencher>
Q1: 2,6-diisopropylaniline Q2: tri-n-pentylamine

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

(液浸用レジスト組成物の評価)
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、上記のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
レジスト組成物を塗布したシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベークし、レジスト膜を形成した。レジスト膜が形成されたシリコンウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー(XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏向)で、コンタクトホールパターン(ホールピッチ100nm/ホール径70nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて露光した。
露光後、前記シリコンウェハを、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク処理した。
次いで、このシリコンウェハを、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
(Evaluation of immersion resist composition)
An organic antireflective coating composition (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Co., 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 above resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying was 85 nm.
The silicon wafer coated with the resist composition was pre-baked on a direct hot plate at a temperature described in the “PB” column of Table 1 for 60 seconds to form a resist film. An ArF excimer stepper for immersion exposure (XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY deflection) is applied to a silicon wafer on which a resist film is formed, with a contact hole pattern (hole pitch 100 nm / Using a mask for forming a hole diameter of 70 nm, exposure was performed while changing the exposure amount stepwise.
After the exposure, the silicon wafer was post-exposure baked on a hot plate at a temperature described in the “PEB” column of Table 1 for 60 seconds.
Next, this silicon wafer was subjected to paddle development for 60 seconds with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

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

解像性評価:実効感度において、ホール径70nmのマスクで形成されたパターンが解像しているものを基準とし、70nmよりも小さいホール径のマスクで形成されたパターンを解像している場合を○、ホール径70nmより小さいマスクで形成されたパターンが解像していない場合を×とした。   Evaluation of resolution: In the case of resolving a pattern formed with a mask having a hole diameter smaller than 70 nm with reference to a resolution of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm in terms of effective sensitivity. ◯, and a case where a pattern formed with a mask having a hole diameter smaller than 70 nm is not resolved is marked with ×.

形状評価:ホール径70nmのマスクで形成したパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。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: A pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm was observed with a scanning electron microscope. A case where the top shape and the skirt shape 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.

フォーカスマージン(DOF)評価:実効感度において、ホール径が52.2nm以上57.7nm以下を保持するフォーカス範囲をDOFとし、DOFが0.15μmより大きい場合を○、0.15μm未満の場合を×として判断した。   Focus margin (DOF) evaluation: In the effective sensitivity, the focus range where the hole diameter is 52.2 nm or more and 57.7 nm or less is assumed to be DOF, and the case where the DOF is larger than 0.15 μm is marked as ◯, and the case where the DOF is smaller than 0.15 μm. Judged as.

マスクエラーファクター(MEF)評価:実効感度において、ホール径がそれぞれ72nm、71nm、70nm、69nm、68nmのマスクで形成されたパターンの、マスクホール径を横軸、各パターンのホール径を縦軸にプロットした時の直線の傾きをMEFとして算出した。傾きが3.0未満のものを○、3.0より大きいものを×として判断した。   Mask error factor (MEF) evaluation: In the effective sensitivity, the mask hole diameter of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 72 nm, 71 nm, 70 nm, 69 nm, and 68 nm, respectively, is plotted on the horizontal axis, and the hole diameter of each pattern is plotted on the vertical axis. The slope of the straight line when plotted was calculated as MEF. The case where the inclination was less than 3.0 was judged as ◯, and the case where the inclination was larger than 3.0 was judged as x.

CD均一性(CDU)評価:実効感度において、ホール径70nmのマスクで形成したパターンのホール径を、一つのホールにつき24回測定し、その平均値を一つのホールの平均ホール径とした。同一ウェハ内の、ホール径70nmのマスクで形成したパターンの平均ホール径を400箇所測定したものを母集団として標準偏差を求め、標準偏差が2.00nm未満の場合を○、標準偏差が2.00nmより大きい場合を×として判断した。
これらの結果を表2に示す。
CD uniformity (CDU) evaluation: In terms of effective sensitivity, the hole diameter of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm was measured 24 times per hole, and the average value was defined as the average hole diameter of one hole. A standard deviation is obtained from a population obtained by measuring 400 average hole diameters of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm in the same wafer. The case of larger than 00 nm was judged as x.
These results are shown in Table 2.

Figure 2011085814
Figure 2011085814

本発明のレジスト組成物は、高い解像度、良好な形状、良好なフォーカスマージン(DOF)、良好なマスクエラーファクター(MEF)及び良好なCD均一性(CDU)を示すため、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、EUV露光リソグラフィに好適な化学増幅型フォトレジスト組成として用いることができる。また、液浸露光のほか、ドライ露光などにも用いることができる。さらに、ダブルイメージング用にも用いることができ、工業的に有用である。   Since the resist composition of the present invention exhibits high resolution, good shape, good focus margin (DOF), good mask error factor (MEF) and good CD uniformity (CDU), excimers such as ArF and KrF are used. It can be used as a chemically amplified photoresist composition suitable for laser lithography, ArF immersion exposure lithography, and EUV exposure lithography. In addition to immersion exposure, it can also be used for dry exposure. Furthermore, it can be used for double imaging and is industrially useful.

Claims (10)

式(I)で表される化合物に由来する繰り返し単位及び式(II)で表される化合物に由来する繰り返し単位を有する樹脂を含むレジスト組成物。
Figure 2011085814
[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
Tは、炭素数4〜36の脂環式炭化水素基を表し、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、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置き換わっており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。]
Figure 2011085814
[式(II)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−CO−、−O−、−S−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又は水酸基を表す。ただし、R及びRの少なくともいずれか一方は、水酸基を表す。
は、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。]
nは、0〜10の整数を表す。]
A resist composition comprising a resin having a repeating unit derived from a compound represented by formula (I) and a repeating unit derived from a compound represented by formula (II).
Figure 2011085814
[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
T represents an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 36 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom or 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, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and 1 carbon atom 12 alkoxycarbonyl group, may be substituted with alkanoyloxy group or a cyano group having 1 to 12 carbon atoms, -CH 2 contained in the alicyclic hydrocarbon group - at least one -SO 2 It may be replaced by —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) —.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
Figure 2011085814
[In the formula (II),
R 3 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
Z 1 represents a C 1-17 saturated hydrocarbon group which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —CO—, —O—, —S. - or -N (R 2) - it may be replaced by.
R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxyl group. However, at least one of R 4 and R 5 represents a hydroxyl group.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
n represents an integer of 0 to 10. ]
Tが、式(T1)で表される基である請求項1記載のレジスト組成物。
Figure 2011085814
[式(T1)中、
環に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、環に含まれる−CH−は、少なくとも1つの−SO−で置き換わっており、さらに、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
*は−O−との結合手を表す。
は、−O−、−NH−又は−CH−を表す。]
The resist composition according to claim 1, wherein T is a group represented by the formula (T1).
Figure 2011085814
[In the formula (T1),
The hydrogen atom contained in the ring is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , An aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyloxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyano group. The —CH 2 — contained in the ring may be replaced with at least one —SO 2 —, and further —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 )-May be replaced.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with -O-.
T 1 represents —O—, —NH— or —CH 2 —. ]
Tが、式(T2)で表される基である請求項1又は2記載のレジスト組成物。
Figure 2011085814
[式(T2)中、
環に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、水酸基、ハロゲン原子又は水酸基で置換され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、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、炭素数2〜4のアシル基、炭素数1〜12のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜12のアルカノイルオキシアルキル基又はシアノ基で置換されていてもよく、環に含まれる−CH−は、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。
は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
*は−O−との結合手を表す。]
The resist composition according to claim 1, wherein T is a group represented by the formula (T2).
Figure 2011085814
[In the formula (T2),
The hydrogen atom contained in the ring is a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , An aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkanoyloxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyano group. The —CH 2 — contained in the ring may be replaced by —CO—, —O—, —S—, —SO 2 — or —N (R 2 ) —.
R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with -O-. ]
樹脂が、さらに、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解しえる樹脂である請求項1〜3のいずれか記載のレジスト組成物。   The resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin further has an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and the resin that has reacted with an acid is a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution The resist composition as described. 酸発生剤を含む請求項1〜4のいずれか記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 1, comprising an acid generator. 酸発生剤が式(III)で表される酸発生剤である請求項5記載の組成物。
Figure 2011085814
[式(III)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、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数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−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、直鎖状又は分岐状の炭素数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あるいは炭素数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い。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に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、有機対カチオンを表す。]
The composition according to claim 5, wherein the acid generator is an acid generator represented by the formula (III).
Figure 2011085814
[In the formula (III),
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 which may have a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group is —O— or —CO—. It may be replaced with.
Y 1 represents a linear or branched 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, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have a substituent. —CH 2 — contained in the aliphatic hydrocarbon group, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may be replaced by —O— or —CO—.
Z + represents an organic counter cation. ]
が、*−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である請求項5又は6記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 5, wherein X 1 is * —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —). が、アリールスルホニウムカチオンである請求項3〜7のいずれか記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 3 to 7, wherein Z + is an arylsulfonium cation. 塩基性化合物を含む請求項1〜8のいずれか記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 1, comprising a basic compound. (1)請求項1〜9のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物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パターン形成方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition in any one of Claims 1-9 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 pattern forming method including a step of developing the heated composition layer using a developing device.
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