JP2011126869A - Salt for acid generator and resist composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a salt for an acid generator of a resist composition which can form patterns having excellent resolution. <P>SOLUTION: There is provided the salt represented by formula (I). In formula (I), Q<SP>1</SP>and Q<SP>2</SP>are F or a 1 to 6C perfluoroalkyl group; L<SP>1</SP>is a 1 to 17C alkylene group, -CH<SB>2</SB>- contained in the alkylene group may be replaced by -O- or -CO-; L<SP>2</SP>is a single bond or -O-(CH<SB>2</SB>)<SB>I</SB>-CO-; -CH<SB>2</SB>- contained in -(CH<SB>2</SB>)<SB>I</SB>- may be replaced by -O-; l is an integer of 1 to 6; ring W<SP>1</SP>is a 4 to 36C lactone ring; R<SP>3</SP>is a 1 to 6C alkyl or a 1 to 6C alkoxy; t is an integer of 0 to 2; R<SP>1</SP>is a 1 to 12C hydrocarbon group; ring W<SP>2</SP>is a 3 to 36C saturated hydrocarbon ring; R<SP>2</SP>is a 1 to 6C alkyl or a 1 to 6C alkoxy; s is an integer of 0 to 2; and Z<SP>+</SP>is an organic counter ion. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸発生剤用の塩及びレジスト組成物に関する。   The present invention relates to a salt for an acid generator and a resist composition.

リソグラフィ技術を用いた半導体の微細加工に用いられるレジスト組成物は、酸発生剤を含有してなる。
特許文献1には、酸発生剤として式(H1)で表される塩が記載されている。

Figure 2011126869
A resist composition used for fine processing of a semiconductor using a lithography technique contains an acid generator.
Patent Document 1 describes a salt represented by the formula (H1) as an acid generator.
Figure 2011126869

特開2009−191054号公報JP 2009-191054 A

従来の酸発生剤用の塩では、該塩を含むレジスト組成物から得られるパターンの解像度が必ずしも満足できない場合があった。   Conventional salt for an acid generator may not always satisfy the resolution of a pattern obtained from a resist composition containing the salt.

本発明は、以下の発明を含む。
[1] 式(I)で表される塩。

Figure 2011126869
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、C1-17アルキレン基を表し、前記アルキレン基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、単結合又は−O−(CH−CO−を表し、前記−(CH−に含まれる−CH−は、−O−で置き換わっていてもよい。lは、1〜6の整数を表す。
環Wは、C4-36ラクトン環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
tは、0〜2の整数を表す。tが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、C1-12炭化水素基を表す。
環Wは、C3-36飽和炭化水素環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
sは、0〜2の整数を表す。sが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、有機対イオンを表す。] The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I).
Figure 2011126869
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 represents a C 1-17 alkylene group, and —CH 2 — contained in the alkylene group may be replaced by —O— or —CO—.
L 2 represents a single bond or —O— (CH 2 ) 1 —CO—, and —CH 2 — contained in — (CH 2 ) 1 — may be replaced by —O—. l represents an integer of 1 to 6.
Ring W 1 represents a C 4-36 lactone ring.
R 3 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
t represents an integer of 0-2. When t is 2, the plurality of R 3 may be the same or different.
R 1 represents a C 1-12 hydrocarbon group.
Ring W 2 represents a C 3-36 saturated hydrocarbon ring.
R 2 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
s represents the integer of 0-2. When s is 2, the plurality of R 2 may be the same or different.
Z + represents an organic counter ion. ]

[2] Lが、*−CO−O−又は*−CO−O−CH−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合てを表す)である[1]記載の塩。 [2] L 1 is * —CO—O— or * —CO—O—CH 2 —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —). The salt according to [1].

[3] Lが、単結合又は−O−CH−CO−である[1]又は[2]記載の塩。 [3] The salt according to [1] or [2], wherein L 2 is a single bond or —O—CH 2 —CO—.

[4] Zが、トリアリールスルホニウムカチオンである[1]〜[3]のいずれか記載の塩。 [4] The salt according to any one of [1] to [3], wherein Z + is a triarylsulfonium cation.

[5] [1]〜[4]のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。 [5] An acid generator containing the salt according to any one of [1] to [4].

[6] [5]記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。 [6] The acid generator according to [5] and a resin, wherein the resin has an acid-labile group and is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution, and is dissolved in an aqueous alkali solution by the action of an acid. Resist composition which is resin which can be done.

[7] さらに塩基性化合物を含有する[6]記載のレジスト組成物。 [7] The resist composition according to [6], further containing a basic compound.

[8](1)[6]又は[7]記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。
[8] (1) A step of applying the resist composition according to [6] or [7] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) a step of developing the heated composition layer using a developing device;
A method for producing a resist pattern including:

本発明の塩によれば、該塩を含むレジスト組成物から、優れた解像度を有するパターンを得ることができる。   According to the salt of the present invention, a pattern having excellent resolution can be obtained from a resist composition containing the salt.

〈式(I)で表される塩〉
本発明の塩は、式(I)で表される。

Figure 2011126869
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、C1-17アルキレン基を表し、前記アルキレン基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、単結合又は−O−(CH−CO−を表し、前記−(CH−に含まれる−CH−は、−O−で置き換わっていてもよい。lは、1〜6の整数を表す。
環Wは、C4-36ラクトン環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
tは、0〜2の整数を表す。tが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、C1-12炭化水素基を表す。
環Wは、C3-36飽和炭化水素環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
sは、0〜2の整数を表す。sが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、有機対イオンを表す。] <Salt represented by formula (I)>
The salt of the present invention is represented by the formula (I).
Figure 2011126869
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 represents a C 1-17 alkylene group, and —CH 2 — contained in the alkylene group may be replaced by —O— or —CO—.
L 2 represents a single bond or —O— (CH 2 ) 1 —CO—, and —CH 2 — contained in — (CH 2 ) 1 — may be replaced by —O—. l represents an integer of 1 to 6.
Ring W 1 represents a C 4-36 lactone ring.
R 3 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
t represents an integer of 0-2. When t is 2, the plurality of R 3 may be the same or different.
R 1 represents a C 1-12 hydrocarbon group.
Ring W 2 represents a C 3-36 saturated hydrocarbon ring.
R 2 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
s represents the integer of 0-2. When s is 2, the plurality of R 2 may be the same or different.
Z + represents an organic counter ion. ]

本明細書中、「Ca-b」は「炭素数がa〜bである」ことを意味する。
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。ペルフルオロ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。Q1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。
In the present specification, “C ab ” means “the number of carbon atoms is ab”.
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. Examples of the perfluoroalkyl group 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, and a perfluorohexyl group. . Q 1 and Q 2 are each independently preferably a perfluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.

は、C1-17アルキレン基を表す。アルキレン基としては、直鎖状アルキレン基及び分枝鎖状アルキレン基が挙げられる。
直鎖状アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基が挙げられる。
分枝鎖状アルキレン基としては、例えば、前記直鎖状アルキレン基に、C1-4アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)の側鎖を付け加えたものが挙げられる。
はこれらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
L 1 represents a C 1-17 alkylene group. Examples of the alkylene group include a linear alkylene group and a branched alkylene group.
Examples of the linear alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, and a hexane-1,6-diyl group. , Heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1, 12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1,17-diyl group Can be mentioned.
Examples of the branched alkylene group include, for example, a C 1-4 alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group) to the linear alkylene group. And the like, to which a side chain is added.
L 1 may be a combination of two or more of these groups.

の−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。Lは、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−6)のいずれか、より好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれか、さらに好ましくは式(b1−1)又は式(b1−2)で表される。なお式(b1−1)〜式(b1−6)は、左側でC(Q1)(Q2)−と結合し、右側で環Wと結合する。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。 L 1 —CH 2 — may be replaced by —O— or —CO—. L 1 is preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-6), more preferably any of formulas (b1-1) to (b1-4), and even more preferably formula (b1- 1) or represented by formula (b1-2). Note the formula (b1-1) ~ formula (b1-6) is a left side C (Q 1) (Q 2 ) - bound to, binds to the ring W 1 on the right. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−1)、Lb2は、単結合又はC1-15アルキレン基を表す。
式(b1−2)中、Lb3は、単結合又はC1-12アルキレン基を表し、Lb4は、C1-13アルキレン基を表す。但しLb3及びLb4の炭素数上限は13以下である。
式(b1−3)中、Lb5は、C1-15アルキレン基を表す。
式(b1−4)中、Lb6及びLb7は、それぞれ独立に、C1-15アルキレン基を表す。但しLb6及びLb7の炭素数上限は16以下である。
式(b1−5)中、Lb8は、C1-14アルキレン基を表す。
式(b1−6)中、Lb9及びLb10は、それぞれ独立に、C1-11アルキレン基を表す。但しLb6及びLb7の炭素数上限は12以下である。
これらの中でも式(b1−1)で表される2価の基が好ましく、Lb2が単結合又は−CH−である式(b1−1)で表される2価の基がより好ましい。
Formula (b1-1) and L b2 represent a single bond or a C 1-15 alkylene group.
In formula (b1-2), L b3 represents a single bond or a C 1-12 alkylene group, and L b4 represents a C 1-13 alkylene group. However, the upper limit of the carbon number of L b3 and L b4 is 13 or less.
In formula (b1-3), L b5 represents a C 1-15 alkylene group.
In formula (b1-4), L b6 and L b7 each independently represent a C 1-15 alkylene group. However, the upper limit of the carbon number of L b6 and L b7 is 16 or less.
In formula (b1-5), L b8 represents a C 1-14 alkylene group.
In formula (b1-6), L b9 and L b10 each independently represent a C 1-11 alkylene group. However, the upper limit of the carbon number of L b6 and L b7 is 12 or less.
Among these, a divalent group represented by the formula (b1-1) is preferable, and a divalent group represented by the formula (b1-1) in which L b2 is a single bond or —CH 2 — is more preferable.

式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

は、単結合又は−O−(CH−CO−を表す。−(CH−基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基が挙げられる。 L 2 represents a single bond or —O— (CH 2 ) 1 —CO—. Examples of the — (CH 2 ) 1 — group include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, and hexane-1,6. -A diyl group is mentioned.

の−CH−は、−O−で置き換わっていてもよい。−O−で置き換わったLとしては、例えば、−CH−O−CH−CH−、−CH−CH−O−CH−、−CH−CH−O−CH−CH−が挙げられる。
としては、単結合又は−O−CH−CO−が好ましい。
L 2 of -CH 2 - may be replaced by -O-. The L 2 was replaced by -O-, for example, -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -, and the like.
L 2 is preferably a single bond or —O—CH 2 —CO—.

式(I−A)で表される基としては、具体的に下記の基が挙げられる。

Figure 2011126869
[式(I−A)中、Wは、上記と同じ意味を表す。
*は、隣接する基との結合手を表す。] Specific examples of the group represented by the formula (IA) include the following groups.
Figure 2011126869
[In formula (IA), W 1 represents the same meaning as described above.
* Represents a bond with an adjacent group. ]

Figure 2011126869
Figure 2011126869

における、C1-12炭化水素基としては、C1-12脂肪族炭化水素基及びC3-12飽和環状炭化水素基等が挙げられる。
1-12脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。
3-18飽和環状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、イソボルニル基等が挙げられる。
これらの中でも、C1-12脂肪族炭化水素基が好ましく、C1-6アルキル基がより好ましく、C1-3アルキル基がより好ましい。
Examples of the C 1-12 hydrocarbon group in R 1 include a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group and a C 3-12 saturated cyclic hydrocarbon group.
Examples of the C 1-12 aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n- Examples include hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl and the like.
Examples of the C 3-18 saturated cyclic hydrocarbon group include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, 1-adamantyl group, 2 -An adamantyl group, an isobornyl group, etc. are mentioned.
Among these, a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group is preferable, a C 1-6 alkyl group is more preferable, and a C 1-3 alkyl group is more preferable.

式(I−B)で表される基としては、具体的に下記の基が挙げられる。

Figure 2011126869
[式(I−B)中、R及びWは、上記と同じ意味を表す。
*は、隣接する基との結合手を表す。] Specific examples of the group represented by the formula (IB) include the following groups.
Figure 2011126869
[In formula (IB), R 1 and W 2 represent the same meaning as described above.
* Represents a bond with an adjacent group. ]

飽和炭化水素環とは、不飽和結合を含まない、炭素及び水素のみからなる環をいう。飽和炭化水素環としては、例えば、シクロヘキサン環、アダマンタン環等が挙げられ、アダマンタン環が好ましい。   The saturated hydrocarbon ring refers to a ring composed of only carbon and hydrogen that does not contain an unsaturated bond. Examples of the saturated hydrocarbon ring include a cyclohexane ring and an adamantane ring, and an adamantane ring is preferable.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

環W及び環Wが有してもよい置換基としては、C1-6アルキル基及びC1-6アルコキシ基が挙げられる。
1-6アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、等が挙げられ、C1-4アルキル基が好ましく、C1-2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
1-6アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、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、等が挙げられ、C1-4アルコキシ基が好ましく、C1-2アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
Examples of the substituent that the ring W 1 and the ring W 2 may have include a C 1-6 alkyl group and a C 1-6 alkoxy group.
Examples of the C 1-6 alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. A C 1-4 alkyl group is preferred, a C 1-2 alkyl group is more preferred, and a methyl group is particularly preferred.
Examples of the C 1-6 alkoxy group include 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, and an n-hexoxy group. A C 1-4 alkoxy group is preferable, a C 1-2 alkoxy group is more preferable, and a methoxy group is particularly preferable.

式(I)で表される塩としては、例えば、以下の塩が挙げられる。

Figure 2011126869
Examples of the salt represented by the formula (I) include the following salts.
Figure 2011126869

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 + 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(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される。 Z + is preferably represented by any one of formulas (b2-1) to (b2-4).

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b2−1)中、Rb4〜Rb6は、それぞれ独立に、C1-30脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC6-18芳香族炭化水素基を表す。前記脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1-12アルコキシ基又はC6-18芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、前記飽和環状炭化水素基は、ハロゲン原子、C2-4アシル基、又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、前記芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC1-12アルコキシ基で置換されていてもよい。 In formula (b2-1), R b4 to R b6 each independently represent a C 1-30 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group. . The aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, a C 1-12 alkoxy group or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group, and the saturated cyclic hydrocarbon group is a halogen atom, C 2-4 The aromatic hydrocarbon group which may be substituted with an acyl group or a glycidyloxy group is a halogen atom, a hydroxy group, a C 1-36 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group or C It may be substituted with a 1-12 alkoxy group.

式(b2−2)中、Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1-12脂肪族炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表し、m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。 In formula (b2-2), R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group or a C 1-12 alkoxy group, and m2 and n2 each independently represent 0 Represents an integer of ~ 5.

式(b2−3)中、Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、C1-36脂肪族炭化水素基又はC3-36飽和環状炭化水素基を表す。Rb11は、水素原子、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基或いはC6-18芳香族炭化水素基を表す。Rb9〜Rb11の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜12であり、飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜36、より好ましくは4〜12である。Rb12は、C1-12脂肪族炭化水素基、C3-18飽和環状炭化水素基或いはC6-18芳香族炭化水素基を表す。前記芳香族炭化水素基は、C1-12脂肪族炭化水素基、C1-12アルコキシ基、C3-18飽和環状炭化水素基又はアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。Rb9とRb10と、及びRb11とRb12とは、それぞれ独立に、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの環の−CH−は、−O−、−S−、−CO−で置き換わっていてもよい。 In formula (b2-3), R b9 and R b10 each independently represent a C 1-36 aliphatic hydrocarbon group or a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group. R b11 represents a hydrogen atom, a C 1-36 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group of R b9 to R b11 is preferably 1 to 12, and the carbon number of the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably 3 to 36, more preferably 4 to 12. R b12 represents a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-18 saturated cyclic hydrocarbon group, or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group. The aromatic hydrocarbon group may be substituted with a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group, a C 1-12 alkoxy group, a C 3-18 saturated cyclic hydrocarbon group or an alkylcarbonyloxy group. R b9 and R b10 , and R b11 and R b12 may be independently bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), In these rings, —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, or —CO—.

式(b2−4)中、Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1-12脂肪族炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表す。Lb11は、−S−又は−O−を表す。o2、p2、s2、及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表し、q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、u2は0又は1を表す。o2〜t2のいずれかが2であるとき、それぞれ、複数のRb13〜Rb18のいずれかは互いに同一でも異なってもよい。 In formula (b2-4), R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group, or a C 1-12 alkoxy group. L b11 represents -S- or -O-. o2, p2, s2, and t2 each independently represent an integer of 0 to 5, q2 and r2 each independently represent an integer of 0 to 4, and u2 represents 0 or 1. When any of o2 to t2 is 2, any of the plurality of R b13 to R b18 may be the same as or different from each other.

次に式(b2−1)〜式(b2−4)に含まれる置換基を説明する。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としては、上述したものを例示できる。好ましい脂肪族炭化水素基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、及び2−エチルヘキシル基である。好ましい飽和環状炭化水素基は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキル−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である。好ましい芳香族炭化水素基は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。置換基が芳香族炭化水素基である脂肪族炭化水素基(アラルキル基)としては、ベンジル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブチトキシ基、tert−ブチトキシ基、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−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基などが挙げられる。Rb9及びRb10が形成する環としては、例えばチオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。Rb11及びRb12が形成する環としては、例えばオキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環などが挙げられる。 Next, substituents included in the formulas (b2-1) to (b2-4) will be described. Examples of the aliphatic hydrocarbon group, saturated cyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group include those described above. Preferred aliphatic hydrocarbon groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, and 2-ethylhexyl. It is a group. Preferred saturated cyclic hydrocarbon groups are cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclodecyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 1- (1-adamantyl) -1-alkyl group, And an isobornyl group. Preferred aromatic hydrocarbon groups are phenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, biphenylyl group, naphthyl group. It is. Examples of the aliphatic hydrocarbon group (aralkyl group) whose substituent is an aromatic hydrocarbon group include a benzyl group. Examples of alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, n-pentoxy, n-hexoxy, heptoxy, octoxy Group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group and the like. Examples of the ring formed by R b9 and R b10 include a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Examples of the ring formed by R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

カチオン(b2−1)〜カチオン(b2−4)の中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、式(b2−1−1)で表されるカチオンがより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0)がさらに好ましい。   Among the cations (b2-1) to (b2-4), the cation (b2-1) is preferable, the cation represented by the formula (b2-1-1) is more preferable, and the triphenylsulfonium cation (formula (b2) In (1-1), v2 = w2 = x2 = 0) is more preferable.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(b2−1−1)中、Rb19〜Rb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表す。前記脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜12であり、飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは4〜36である。前記脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1-12アルコキシ基或いはC6-18芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、前記飽和環状炭化水素基は、ハロゲン原子、C2-4アシル基、又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよい。v2〜x2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。v2〜x2のいずれかが2以上のとき、それぞれ、複数のRb19〜Rb21のいずれかは、互いに同一でも異なってもよい。 In formula (b2-1-1), R b19 to R b21 each independently represent a halogen atom, a hydroxy group, a C 1-36 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group or C 1- 12 represents an alkoxy group. The aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and the saturated cyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 36 carbon atoms. The aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, a C 1-12 alkoxy group or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group, and the saturated cyclic hydrocarbon group may be a halogen atom, C 2-4 It may be substituted with an acyl group or a glycidyloxy group. v2 to x2 each independently represents an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1). When any one of v2 to x2 is 2 or more, any one of the plurality of R b19 to R b21 may be the same as or different from each other.

式(b2−1−1)中のRb19〜Rb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、C1-12アルキル基、又はC1-12アルコキシ基を表し、v2〜x2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。 R b19 to R b21 in formula (b2-1-1) are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, a C 1-12 alkyl group, or a C 1-12 alkoxy. And v2 to x2 each independently represents an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).

カチオン(b2−1−1)の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the cation (b2-1-1) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

Figure 2011126869
Figure 2011126869

カチオン(b2−2)の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the cation (b2-2) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

カチオン(b2−3)の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the cation (b2-3) include the following.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

Figure 2011126869
Figure 2011126869

カチオン(b2−4)の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the cation (b2-4) include the following.

Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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式(I)で表される塩は、上述のアニオン及び有機カチオンの組合せである。上述のアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができるが、以下で表される塩が好ましい。   The salt represented by the formula (I) is a combination of the above-mentioned anions and organic cations. Although the above-mentioned anion and cation can be combined arbitrarily, the salt represented below is preferable.

なかでも、以下の塩が好ましい。

Figure 2011126869
Of these, the following salts are preferred.
Figure 2011126869

Figure 2011126869
Figure 2011126869

Figure 2011126869
Figure 2011126869

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Figure 2011126869

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式(I)で表される塩は、下記の方法によって製造することができる。
例えば、式(b1)で表される塩の製造方法を下記に示す。

Figure 2011126869
The salt represented by the formula (I) can be produced by the following method.
For example, the manufacturing method of the salt represented by Formula (b1) is shown below.
Figure 2011126869

式(b1−a)で表される化合物と式(b1−b)で表される化合物を塩基性触媒下で、反応させることにより、式(b1−c)で表される化合物を得ることができる。溶媒としては、テトラヒドロフラン等が挙げられる。塩基触媒としては、ピリジン等が挙げられる。

Figure 2011126869
[X及びXは、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、塩素原子が好ましい。] A compound represented by formula (b1-c) can be obtained by reacting a compound represented by formula (b1-a) with a compound represented by formula (b1-b) under a basic catalyst. it can. Examples of the solvent include tetrahydrofuran. Examples of the base catalyst include pyridine.
Figure 2011126869
[X 1 and X 2 each independently represents a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a chlorine atom is preferable. ]

式(b1−c)で表される化合物と式(b1−d)で表される化合物とを触媒下で反応させることにより、式(b1−e)で表される化合物を得ることができる。溶媒としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。触媒としては、炭酸カリウム、ヨウ化カリウム等が挙げられる。

Figure 2011126869
The compound represented by the formula (b1-e) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (b1-c) with the compound represented by the formula (b1-d) in the presence of a catalyst. Examples of the solvent include dimethylformamide. Examples of the catalyst include potassium carbonate and potassium iodide.
Figure 2011126869

式(b1−f)で表される塩は、特開2008−13551号公報に記載された方法で合成することができる。
式(b1−e)で表される化合物と式(b1−f)で表される塩とを触媒下で反応させることにより、式(b1)で表される塩を得ることができる。溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。触媒としては、リチウムアミド等が挙げられる。

Figure 2011126869
The salt represented by the formula (b1-f) can be synthesized by the method described in JP-A-2008-13551.
The salt represented by the formula (b1) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (b1-e) with the salt represented by the formula (b1-f) under a catalyst. Examples of the solvent include chloroform. Examples of the catalyst include lithium amide.

Figure 2011126869

式(b2)で表される塩の製造方法を下記に示す。

Figure 2011126869
A method for producing the salt represented by the formula (b2) is shown below.
Figure 2011126869

式(b2−g)で表される化合物と式(b2−b)で表される化合物を塩基性触媒下で、反応させることにより、式(b2−c)で表される化合物を得ることができる。溶媒としては、テトラヒドロフラン等が挙げられる。塩基触媒としては、ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。

Figure 2011126869
A compound represented by the formula (b2-c) can be obtained by reacting a compound represented by the formula (b2-g) with a compound represented by the formula (b2-b) under a basic catalyst. it can. Examples of the solvent include tetrahydrofuran. Examples of the base catalyst include dimethylaminopyridine.
Figure 2011126869

式(b2−h)で表される化合物を触媒下、分子内反応させることにより、式(b2−i)で表される化合物を得ることができる。溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。触媒としては、m−クロロ過安息香酸等が挙げられる。

Figure 2011126869
A compound represented by the formula (b2-i) can be obtained by intramolecular reaction of the compound represented by the formula (b2-h) in the presence of a catalyst. Examples of the solvent include chloroform. Examples of the catalyst include m-chloroperbenzoic acid.
Figure 2011126869

式(b2−f)で表される塩は、特開2008−13551号公報に記載された方法で合成することができる。
式(b2−i)で表される化合物と式(b2−f)で表される塩とを触媒下反応させることにより、式(b2)で表される塩を得ることができる。溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。触媒としては、リチウムアミド等が挙げられる。

Figure 2011126869
The salt represented by the formula (b2-f) can be synthesized by the method described in JP-A-2008-13551.
The salt represented by the formula (b2) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (b2-i) and the salt represented by the formula (b2-f) under a catalyst. Examples of the solvent include chloroform. Examples of the catalyst include lithium amide.
Figure 2011126869

式(b3)で表される塩の製造方法を下記に示す。   A method for producing the salt represented by the formula (b3) is shown below.

式(b3−a)で表される化合物と式(b3−b)で表される化合物とを塩基性触媒下で、反応させることにより、式(b3−c)で表される化合物を得ることができる。塩基触媒としては、ピリジン等が挙げられる。

Figure 2011126869
A compound represented by formula (b3-c) is obtained by reacting a compound represented by formula (b3-a) with a compound represented by formula (b3-b) in the presence of a basic catalyst. Can do. Examples of the base catalyst include pyridine.
Figure 2011126869

式(b3−d)で表される塩は、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成することができる。
式(b3−c)で表される化合物と式(b3−d)で表される塩とを触媒下で反応させることにより、式(b3)で表される塩を得ることができる。溶媒としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。触媒としては、炭酸カリウム、ヨウ化カリウム等が挙げられる。

Figure 2011126869
The salt represented by the formula (b3-d) can be synthesized by the method described in JP 2008-127367 A.
The salt represented by the formula (b3) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (b3-c) with the salt represented by the formula (b3-d) in the presence of a catalyst. Examples of the solvent include dimethylformamide. Examples of the catalyst include potassium carbonate and potassium iodide.
Figure 2011126869

本発明の酸発生剤は、式(I)で表される塩を含有する。式(I)で表される塩は、酸発生剤として使用する時、単独でも複数種を同時に用いてもよい。   The acid generator of the present invention contains a salt represented by the formula (I). When used as an acid generator, the salt represented by the formula (I) may be used alone or in combination of two or more.

本発明のレジスト組成物は、式(I)で表される塩を含有する酸発生剤と樹脂とを含有する。ここでの樹脂は、酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸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。本発明のレジスト組成物では、露光により、式(I)で表される塩から酸が発生する。その酸は、樹脂中の酸に不安定な基に対して触媒的に作用して開裂させ、樹脂をアルカリ水溶液に可溶なものとする。本発明のレジスト組成物は化学増幅型ポジ型レジスト組成物として好適である。ただし、本発明のレジスト組成物では、酸発生剤として、式(I)で表される塩以外の公知の塩、式(I)で表される塩に含まれるカチオン及び公知のアニオンからなる塩、並びに式(I)で表される塩に含まれるアニオン及び公知のカチオンからなる塩を併用してもよい。
本発明のレジスト組成物中、酸発生剤の含有量は、固形分中0.1〜40重量%程度の範囲であることが好ましい。
The resist composition of the present invention contains an acid generator containing a salt represented by the formula (I) and a resin. The resin herein is a resin having an acid labile group and 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. In the resist composition of the present invention, an acid is generated from the salt represented by the formula (I) by exposure. The acid catalyzes and cleaves the acid labile group in the resin, making the resin soluble in an aqueous alkaline solution. The resist composition of the present invention is suitable as a chemically amplified positive resist composition. However, in the resist composition of the present invention, as an acid generator, a known salt other than the salt represented by the formula (I), a cation contained in the salt represented by the formula (I), and a salt comprising a known anion Further, a salt composed of an anion contained in the salt represented by the formula (I) and a known cation may be used in combination.
In the resist composition of the present invention, the content of the acid generator is preferably in the range of about 0.1 to 40% by weight in the solid content.

〈樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある。〉
樹脂(A)は、酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂である。酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂は、酸に不安定な基を有するモノマー(以下「酸に不安定な基を有するモノマー(a1)」という場合がある)を重合することによって製造でき、酸の作用によりアルカリ可溶となる。「酸の作用によりアルカリ可溶となる」とは、「酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。酸に不安定な基を有するモノマー(a1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Resin (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”)>
Resin (A) is a resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid. A resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid can be produced by polymerizing a monomer having an acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as “monomer having an acid-labile group (a1)”), It becomes alkali-soluble by the action of acid. The phrase “becomes soluble in an alkali by the action of an acid” means “being insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution before contact with an acid, but soluble in an alkaline aqueous solution after contact with an acid”. . As the monomer (a1) having an acid labile group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

〈酸に不安定な基を有するモノマー(a1)〉
「酸に不安定な基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えばヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸に不安定な基としては、例えば、−O−が3級炭素原子(但し橋かけ環状炭化水素基の橋頭炭素原子を除く)と結合した式(1)で表されるアルコキシカルボニル基(即ち3級アルコール残基を有するエステル結合)が挙げられる。なお以下では、式(1)で表される基を「酸に不安定な基(1)」という場合がある。
<Monomer (a1) having an acid labile group>
The “acid-labile group” means a group that cleaves a leaving group upon contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). Examples of the acid labile group include an alkoxycarbonyl group represented by the formula (1) in which —O— is bonded to a tertiary carbon atom (excluding a bridgehead carbon atom of a bridged cyclic hydrocarbon group) (ie, Ester bond having a tertiary alcohol residue). Hereinafter, the group represented by the formula (1) may be referred to as “acid-labile group (1)”.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(1)中、Ra1〜Ra3は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基又は飽和環状炭化水素基を表すか、或いはRa1及びRa2は互いに結合して環を形成していてもよい。*は結合手を表す。 In formula (1), R a1 to R a3 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group or a saturated cyclic hydrocarbon group, or R a1 and R a2 may be bonded to each other to form a ring. Good. * Represents a bond.

酸に不安定な基(1)としては、例えば1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(基(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基であるもの、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、2−アルキル−2−アダマンチルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1、Ra2及び炭素原子がアダマンチル基を形成し、Ra3がアルキル基であるもの)、及び1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基であるもの)などが挙げられる。 Examples of the acid labile group (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the group (1), R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably a tert-butoxycarbonyl group), 2 -Alkyl-2-adamantyloxycarbonyl group (in formula (1), wherein R a1 , R a2 and a carbon atom form an adamantyl group, and R a3 is an alkyl group), and 1- (1-adamantyl)- 1-alkylalkoxycarbonyl groups (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups and R a3 is an adamantyl group) and the like.

酸に不安定な基を有するモノマー(a1)は、好ましくは、酸に不安定な基(1)と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基(1)を有する(メタ)アクリル系モノマーである。なお本明細書において「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。 The monomer (a1) having an acid labile group is preferably a monomer having an acid labile group (1) and a carbon-carbon double bond, more preferably an acid labile group (1). (Meth) acrylic monomer having In the present specification, "(meth) acrylic monomer" means "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " at least one monomer having the structure To do. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

酸に不安定な基(1)を有する(メタ)アクリル系モノマーの中でも、C5-20飽和環状炭化水素基を有するものが好ましい。飽和環状炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマー(a1)を重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。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(例えばシクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基)や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)などが挙げられる。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(例えばアダマンチル基、ノルボルニル基)などが挙げられる。さらに下記のような、橋かけ環(例えばノルボルナン環)と単環(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)とが縮合した形状の基、或いは橋かけ環同士が縮合した形状の基も、飽和環状炭化水素基に含まれる。 Among the (meth) acrylic monomers having the acid labile group (1), those having a C 5-20 saturated cyclic hydrocarbon group are preferred. If a resin obtained by polymerizing the monomer (a1) having a bulky structure such as a saturated cyclic hydrocarbon group is used, the resolution of the resist can be improved. The saturated cyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic saturated cyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group) and a 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, a hydronaphthyl group), a bridged cyclic hydrocarbon group (for example, an adamantyl group, a norbornyl group), and the like. . Further, a group having a shape in which a bridged ring (for example, a norbornane ring) and a single ring (for example, a cycloheptane ring or a cyclohexane ring) or a polycycle (for example, a decahydronaphthalene ring) are condensed, or A group having a condensed shape is also included in the saturated cyclic hydrocarbon group.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

酸に不安定な基(1)と飽和環状炭化水素基とを有する(メタ)アクリル系モノマーの中でも、式(a1−1)又は式(a1−2)で表される酸に不安定な基を有するモノマーが好ましい。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Among the (meth) acrylic monomers having the acid labile group (1) and the saturated cyclic hydrocarbon group, the acid labile group represented by the formula (a1-1) or the formula (a1-2) Monomers having are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(a1−1)及び式(a1−2)中、La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表す。但しLa1及びLa2で列挙した−O−等は、それぞれ、左側で式(a1−1)及び式(a1−2)の−CO−と結合し、右側でアダマンチル基又はシクロへキシル基と結合することを意味する。Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、C1-8脂肪族炭化水素基、又はC3-10飽和環状炭化水素基を表し、m1は0〜14の整数を表し、n1は0〜10の整数を表す。なお本明細書における化学式は立体異性体も包含する。 Formula (a1-1) and the formula (a1-2), L a1 and L a2 each independently, -O- or -O- (CH 2) k1 -CO- O- the stands, k1 is 1 An integer of 7 is represented. However, —O— and the like enumerated for L a1 and L a2 are respectively bonded to —CO— of the formula (a1-1) and the formula (a1-2) on the left side, and to an adamantyl group or cyclohexyl group on the right side. Means to join. R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group. R a6 and R a7 each independently represent a C 1-8 aliphatic hydrocarbon group or a C 3-10 saturated cyclic hydrocarbon group, m1 represents an integer of 0-14, and n1 represents 0-10. Represents an integer. The chemical formula in this specification includes stereoisomers.

a1及びLa2は、好ましくは、−O−又は−O−(CH2f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。 L a1 and L a2 are preferably —O— or —O— (CH 2 ) f1 —CO—O— (wherein f1 is an integer of 1 to 4), more preferably —O—. is there.

a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは6以下であり、飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、1−メチルエチル基(イソプロピル基)、1,1−ジメチルエチル基(tert−ブチル基)、2,2−ジメチルエチル基、プロピル基、1−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ブチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−プロピルブチル基、ペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘキシル基、1,4−ジメチルヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。Ra6及びRa7の飽和環状炭化水素基としては、例えばシクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基などが挙げられる。 R a4 and R a5 are preferably methyl groups. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group of R a6 and R a7 is preferably 6 or less, and the carbon number of the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably 8 or less, more preferably 6 or less. Examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by R a6 and R a7 include a methyl group, an ethyl group, a 1-methylethyl group (isopropyl group), a 1,1-dimethylethyl group (tert-butyl group), and 2,2-dimethyl. Ethyl group, propyl group, 1-methylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, butyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-propylbutyl group, Examples include pentyl group, 1-methylpentyl group, hexyl group, 1,4-dimethylhexyl group, heptyl group, 1-methylheptyl group, octyl group and the like. Examples of the saturated cyclic hydrocarbon group for R a6 and R a7 include a cycloheptyl group, a methylcycloheptyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a norbornyl group, and a methylnorbornyl group.

m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。n1は、0好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。k1は、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1である。   m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1. n1 is 0, preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1. k1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.

アダマンチル基を有するモノマー(a1−1)としては、例えば以下のものが挙げられ、これらの中でも、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、及び2−イソプロピル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートが好ましく、メタクリレート形態のものがより好ましい。   Examples of the monomer (a1-1) having an adamantyl group include the following, among which 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and 2-Isopropyl-2-adamantyl (meth) acrylate is preferred, and one in the form of methacrylate is more preferred.

Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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シクロへキシル基を有するモノマー(a1−2)としては、例えば以下のものが挙げられ、これらの中でも1−エチル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、1−エチル−1−シクロヘキシルメタクリレートがより好ましい。   Examples of the monomer (a1-2) having a cyclohexyl group include the following, among which 1-ethyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate is preferable, and 1-ethyl-1-cyclohexyl methacrylate is more preferable. preferable.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

樹脂における式(a1−1)又は式(a1−2)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、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 structural unit derived from the monomer represented by the formula (a1-1) or the formula (a1-2) in the resin is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90, in all units of the resin. It is mol%, More preferably, it is 20-85 mol%.

酸に不安定な基(1)と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーとしては、例えば、式(a1−3)で表されるノルボルネン環を有するモノマーが挙げられる。酸に不安定な基を有するモノマー(a1−3)に由来する構造単位を有する樹脂は、嵩高い構造を有するので、レジストの解像度を向上させることができる。さらに酸に不安定な基を有するモノマー(a1−3)は、樹脂の主鎖に剛直なノルボルナン環を導入してレジストのドライエッチング耐性を向上させることができる。   Examples of the monomer having an acid labile group (1) and a carbon-carbon double bond include a monomer having a norbornene ring represented by the formula (a1-3). Since the resin having a structural unit derived from the monomer (a1-3) having an acid labile group has a bulky structure, the resolution of the resist can be improved. Furthermore, the monomer (a1-3) having an acid labile group can improve the resistance to dry etching of a resist by introducing a rigid norbornane ring into the main chain of the resin.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(a1−3)中、Ra9は、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよいC1-3脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基(−COORa13)を表し、Ra13は、C1-8脂肪族炭化水素基又はC3-8飽和環状炭化水素基を表し、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基で置換されていてもよく、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の−CH−は−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。Ra10〜Ra12は、それぞれ独立に、C1-12脂肪族炭化水素基又はC3-12飽和環状炭化水素基を表すか、或いはRa10及びRa11は互いに結合して環を形成していてもよく、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよく、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の−CH−は−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。 In formula (a1-3), R a9 represents a hydrogen atom, a C 1-3 aliphatic hydrocarbon group, a carboxy group, a cyano group, or an alkoxycarbonyl group (which may have a substituent (for example, a hydroxy group)). -COOR a13 ), R a13 represents a C 1-8 aliphatic hydrocarbon group or a C 3-8 saturated cyclic hydrocarbon group, and the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group are It may be substituted with a hydroxy group, and —CH 2 — in the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced with —O— or —CO—. R a10 to R a12 each independently represent a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group or a C 3-12 saturated cyclic hydrocarbon group, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring. The hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and —CH 2 — of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be substituted. May be replaced by —O— or —CO—.

a9の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、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。Ra13としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基、又は2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent for R a9 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a 2-hydroxyethyl group. Examples of R a13 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-oxo-oxolan-3-yl group, and a 2-oxo-oxolan-4-yl group.

a10〜Ra12としては、例えば、メチル基、エチル基、シクロへキシル基、メチルシクロへキシル基、ヒドロキシシクロへキシル基、オキソシクロへキシル基、アダマンチル基などが挙げられる。Ra10、Ra11及びこれらが結合する炭素が形成する飽和環状炭化水素基としては、シクロへキシル基、アダマンチル基などが挙げられる。 Examples of R a10 to R a12 include a methyl group, an ethyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a hydroxycyclohexyl group, an oxocyclohexyl group, and an adamantyl group. Examples of the saturated cyclic hydrocarbon group formed by R a10 , R a11 and the carbon to which they are bonded include a cyclohexyl group and an adamantyl group.

ノルボルネン環を有するモノマー(a1−3)としては、例えば、5−ノルボルネン−2−カルボン酸−tert−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挙げられる。   Examples of the monomer (a1-3) having a norbornene ring include, for example, 5-norbornene-2-carboxylic acid-tert-butyl, 5-norbornene-2-carboxylic acid 1-cyclohexyl-1-methylethyl, 5-norbornene-2 -1-methylcyclohexyl carboxylate, 2-methyl-2-adamantyl 5-norbornene-2-carboxylate, 2-ethyl-2-adamantyl 5-norbornene-2-carboxylate, 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-adap Pentyl) -1-methylethyl and the like.

樹脂における式(a1−3)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、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 structural unit derived from the monomer represented by the formula (a1-3) in the resin is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, more preferably in all units of the resin. Is 20 to 85 mol%.

酸に不安定な基(1)と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーとしては、式(a1−4)で表されるモノマー(a1−4)が挙げられる。

Figure 2011126869
[式(a1−4)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C1-6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、C1-6アルキル基、C1-6アルコキシ基、C2-4アシル基、C2-4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C1-12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C1-17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。Rは、水素原子又はC1-6アルキル基を表す。
a3は、C1-12脂肪族炭化水素基、C3-18飽和環状炭化水素基又はC6-18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 the acid labile group (1) and the carbon-carbon double bond include a monomer (a1-4) represented by the formula (a1-4).
Figure 2011126869
[In formula (a1-4), R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 11 each independently represents a halogen atom, a hydroxyl group, a C 1-6 alkyl group, a C 1-6 alkoxy group, a C 2-4 acyl group, a C 2-4 acyloxy group, an acryloyl 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 represents a hydrogen atom or a C 1-12 hydrocarbon group.
X a2 represents a C 1-17 saturated hydrocarbon group which may have a single bond or a substituent, and —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group represents —CO—, —O—, —S. -, - SO 2 - or -N (R c) - may be replaced by. R c represents a hydrogen atom or a C 1-6 alkyl group.
Y a3 is a C 1-12 aliphatic hydrocarbon group, a C 3-18 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6-18 aromatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group, saturated cyclic hydrocarbon group and aromatic The group hydrocarbon group may have a substituent. ]

ハロゲン原子を有してもよいC1-6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。Q1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。
1-6アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、等が挙げられ、C1-4アルキル基が好ましく、C1-2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
1-6アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、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、等が挙げられ、C1-4アルコキシ基が好ましく、C1-2アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
2-4アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
2-4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。
1-12炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、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、イソボルニル基等が挙げられる。
1-12脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。
3-18飽和環状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、下記に示す基等が挙げられる。

Figure 2011126869
6-18芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントニル基、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等が挙げられる。 Examples of the C 1-6 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 perfluoro sec-butyl group, a perfluoro tert-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.
Examples of the C 1-6 alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. A C 1-4 alkyl group is preferred, a C 1-2 alkyl group is more preferred, and a methyl group is particularly preferred.
Examples of the C 1-6 alkoxy group include 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, and an n-hexoxy group. A C 1-4 alkoxy group is preferable, a C 1-2 alkoxy group is more preferable, and a methoxy group is particularly preferable.
Examples of the C 2-4 acyl group include acetyl, propionyl, butyryl and the like.
Examples of the C 2-4 acyloxy group include acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy and the like.
Examples of the C 1-12 hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, Examples include 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 1- (1-adamantyl) -1-alkyl group, isobornyl group and the like.
Examples of the C 1-12 aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n- Examples include hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl and the like.
Examples of the C 3-18 saturated cyclic hydrocarbon group include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecyl group, norbornyl group, 1-adamantyl group, 2 -Adamantyl group, isobornyl group, group shown below, etc. are mentioned.
Figure 2011126869
Examples of the C 6-18 aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, an antonyl group, a p-methylphenyl group, a p-tert-butylphenyl group, and a p-adamantylphenyl group.

モノマー(a1−4)としては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。   As a monomer (a1-4), the following monomers are mentioned, for example.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

Figure 2011126869
Figure 2011126869

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樹脂における式(a1−4)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、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 structural unit derived from the monomer represented by the formula (a1-4) in the resin is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, more preferably in all units of the resin. Is 20 to 85 mol%.

樹脂(A)は、好ましくは、酸に不安定な基を有するモノマー(a1)と、酸に不安定な基を有さないモノマー(以下「酸安定モノマー」という場合がある)との共重合体である。酸安定モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂(A)が酸に不安定な基を有するモノマー(a1)と酸安定モノマーとの共重合体である場合、酸に不安定な基を有するモノマー(a1)に由来する構造単位は、全構造単位100モル%に対して、好ましくは10〜80モル%、より好ましくは20〜60モル%である。またアダマンチル基を有するモノマー(特に酸に不安定な基を有するモノマー(a1−1))に由来する構造単位を、酸に不安定な基を有するモノマー(a1)100モル%に対して15モル%以上とすることが好ましい。アダマンチル基を有するモノマーの比率が増えると、レジストのドライエッチング耐性が向上する。
The resin (A) is preferably a co-polymerization of a monomer (a1) having an acid labile group and a monomer having no acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid stable monomer”). It is a coalescence. An acid stable monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
When the resin (A) is a copolymer of a monomer (a1) having an acid labile group and an acid stable monomer, the structural units derived from the monomer (a1) having an acid labile group are all Preferably it is 10-80 mol% with respect to 100 mol% of structural units, More preferably, it is 20-60 mol%. Further, the structural unit derived from the monomer having an adamantyl group (particularly the monomer (a1-1) having an acid labile group) is added in an amount of 15 mol with respect to 100 mol% of the monomer (a1) having an acid labile group. % Or more is preferable. When the ratio of the monomer having an adamantyl group is increased, the dry etching resistance of the resist is improved.

酸安定モノマーとしては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するものが好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(以下「ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)」という)又はラクトン環を含有する酸安定モノマー(以下「ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)」という)に由来する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。   As the acid stable monomer, those having a hydroxy group or a lactone ring are preferred. Derived from an acid stable monomer having a hydroxy group (hereinafter referred to as “acid stable monomer having a hydroxy group (a2)”) or an acid stable monomer having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid stable monomer having a lactone ring (a3)”) If a resin having a structural unit to be used is used, the resolution of the resist and the adhesion to the substrate can be improved.

〈ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)〉
レジスト組成物をKrFエキシマレーザ露光(248nm)、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線露光に用いる場合、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、ヒドロキシスチレン類であるフェノール性水酸基を有する酸安定モノマー(a2−0)を使用することが好ましい。短波長のArFエキシマレーザ露光(193nm)などを用いる場合は、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、式(a2−1)で表されるヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーを使用することが好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Acid-stable monomer having a hydroxy group (a2)>
When the resist composition is used for KrF excimer laser exposure (248 nm), high energy beam exposure such as electron beam or EUV light, the acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group has an acid having a phenolic hydroxyl group which is a hydroxystyrene. It is preferable to use a stable monomer (a2-0). When using short wavelength ArF excimer laser exposure (193 nm) or the like, an acid stable monomer having a hydroxyadamantyl group represented by formula (a2-1) should be used as the acid stable monomer (a2) having a hydroxy group. Is preferred. The acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group may be used alone or in combination of two or more.

フェノール性水酸基を有するモノマー(a2−0)として、式(a2−0)で表される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が挙げられる。   Examples of the monomer (a2-0) having a phenolic hydroxyl group include styrene monomers such as p- or m-hydroxystyrene represented by the formula (a2-0).

Figure 2011126869
[式(a2−0)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C1-6アルキル基を表す。
は、ハロゲン原子、水酸基、C1-6アルキル基、C1-6アルコキシ基、C2-4アシル基、C2-4アシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
maは0〜4の整数を表す。maが2以上の整数である場合、複数のR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。]
Figure 2011126869
[In the formula (a2-0),
R 8 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 9 represents a halogen atom, a hydroxyl group, a C 1-6 alkyl group, a C 1-6 alkoxy group, a C 2-4 acyl group, a C 2-4 acyloxy group, an acryloyl group or a methacryloyl group.
ma represents an integer of 0 to 4. When ma is an integer of 2 or more, the plurality of R 9 may be the same type of group or different types of groups. ]

ハロゲン原子を有してもよいC1-6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。Q1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。
1-6アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、等が挙げられ、C1-4アルキル基が好ましく、C1-2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
1-6アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、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、等が挙げられ、C1-4アルコキシ基が好ましく、C1-2アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
2-4アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
2-4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。
Examples of the C 1-6 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 perfluoro sec-butyl group, a perfluoro tert-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.
Examples of the C 1-6 alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. A C 1-4 alkyl group is preferred, a C 1-2 alkyl group is more preferred, and a methyl group is particularly preferred.
Examples of the C 1-6 alkoxy group include 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, and an n-hexoxy group. A C 1-4 alkoxy group is preferable, a C 1-2 alkoxy group is more preferable, and a methoxy group is particularly preferable.
Examples of the C 2-4 acyl group include acetyl, propionyl, butyryl and the like.
Examples of the C 2-4 acyloxy group include acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy and the like.

このようなフェノール性水酸基を有するモノマーに由来する構造単位を有する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。
フェノール性水酸基を有するモノマーとしては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。
When obtaining a copolymer resin having a structural unit derived from a monomer having such a phenolic hydroxyl group, the corresponding (meth) acrylic acid ester monomer, acetoxystyrene, and styrene are radically polymerized and then deacetylated with an acid. Can be obtained.
Examples of the monomer having a phenolic hydroxyl group include the following monomers.

Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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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.

樹脂における式(a2−0)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、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 structural unit derived from the monomer represented by the formula (a2-0) in the resin is usually from 5 to 90 mol%, preferably from 10 to 85 mol%, more preferably in all units of the resin. Is 15 to 80 mol%.

ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとして、式(a2−1)で表されるモノマーが挙げられる。   Examples of the acid stable monomer having a hydroxyadamantyl group include a monomer represented by the formula (a2-1).

Figure 2011126869
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式(a2−1)中、La3は、−O−又は−O−(CH2k2−CO−O−を表し、k2は1〜7の整数を表す。Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。o1は、0〜10の整数を表す。 In formula (a2-1), L a3 represents —O— or —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, and k2 represents an integer of 1 to 7. R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group. o1 represents an integer of 0 to 10.

a3は、好ましくは、−O−、−O−(CH2f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。Ra14は、好ましくはメチル基である。Ra15は、好ましくは水素原子である。Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。 L a3 is preferably —O—, —O— (CH 2 ) f1 —CO—O— (wherein f1 is an integer of 1 to 4), and more preferably —O—. R a14 is preferably a methyl group. R a15 is preferably a hydrogen atom. R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group. o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー(a2−1)としては、例えば以下のものが挙げられ、これらの中でも、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート及び(メタ)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)メチルが好ましく、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート及び3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレートがより好ましく、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート及び3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートがさらに好ましい。   Examples of the acid-stable monomer (a2-1) having a hydroxyadamantyl group include the following. Among these, 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl ( 1- (3,5-dihydroxy-1-adamantyloxycarbonyl) methyl (meth) acrylate and (meth) acrylate are preferred, and 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate and 3,5-dihydroxy-1-adamantyl ( (Meth) acrylate is more preferable, and 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and 3,5-dihydroxy-1-adamantyl methacrylate are more preferable.

Figure 2011126869
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樹脂における式(a2−1)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常3〜45モル%であり、好ましくは5〜40モル%であり、より好ましくは5〜35モル%である。   The content of the structural unit derived from the monomer represented by the formula (a2-1) in the resin is usually from 3 to 45 mol%, preferably from 5 to 40 mol%, more preferably in all units of the resin. Is 5 to 35 mol%.

〈ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)〉
酸安定モノマー(a3)が有するラクトン環は、例えばβ−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、或いは単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環、及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
<Acid-stable monomer having a lactone ring (a3)>
The lactone ring possessed by the acid-stable monomer (a3) may be a monocycle such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, or a monocyclic lactone ring and other rings. The condensed ring may be used. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.

ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)は、好ましくは式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表される。これらの1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The acid stable monomer (a3) having a lactone ring is preferably represented by the formula (a3-1), the formula (a3-2) or the formula (a3-3). These 1 type may be used independently and may use 2 or more types together.

Figure 2011126869
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式(a3−1)〜式(a3−3)中、La4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k3−CO−O−を表し、k3は1〜7の整数を表す。Ra18〜Ra20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。Ra21は、C1-4脂肪族炭化水素基を表し、p1は0〜5の整数を表す。Ra22及びRa23は、それぞれ独立にカルボキシ基、シアノ基又はC1-4脂肪族炭化水素基を表し、q1及びr1は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。p1、q1又はr1が2以上のとき、それぞれ、複数のRa21、Ra22又はRa23は、互いに同一でも異なってもよい。 In formulas (a3-1) to (a3-3), L a4 to L a6 each independently represent —O— or —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—, and k3 represents 1 to An integer of 7 is represented. R a18 to R a20 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group. R a21 represents a C 1-4 aliphatic hydrocarbon group, and p1 represents an integer of 0 to 5. R a22 and R a23 each independently represent a carboxy group, a cyano group or a C 1-4 aliphatic hydrocarbon group, and q1 and r1 each independently represent an integer of 0 to 3. When p1, q1 or r1 is 2 or more, a plurality of R a21 , R a22 or R a23 may be the same as or different from each other.

a4〜La6としては、La3で説明したものが挙げられる。La4〜La6は、それぞれ独立に、−O−、−O−(CH2d1−CO−O−であることが好ましく(前記d1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。但しLa4〜La6で列挙した−O−等は、それぞれ、左側で式(a3−1)〜式(a3−3)の−CO−と結合し、右側でラクトン環と結合することを意味する。Ra18〜Ra20は、好ましくはメチル基である。Ra21は、好ましくはメチル基である。Ra22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。p1〜r1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。 Examples of L a4 to L a6 include those described for L a3 . L a4 to L a6 are each independently preferably —O—, —O— (CH 2 ) d1 —CO—O— (wherein d1 is an integer of 1 to 4), more preferably -O-. However, —O— and the like enumerated in L a4 to L a6 mean that they are bonded to —CO— of the formula (a3-1) to the formula (a3-3) on the left side and to the lactone ring on the right side. To do. R a18 to R a20 are preferably methyl groups. R a21 is preferably a methyl group. R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group. p1 to r1 are each independently preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.

γ−ブチロラクトン環を有する酸安定モノマー(a3−1)としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the acid stable monomer (a3-1) having a γ-butyrolactone ring include the following.

Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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γ−ブチロラクトン環を有する酸安定モノマー(a3−1)として、酸不安定モノマーを例示することも可能である。例えば以下のものが挙げられる。   As the acid stable monomer (a3-1) having a γ-butyrolactone ring, an acid labile monomer can also be exemplified. For example, the following are mentioned.

Figure 2011126869
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γ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定モノマー(a3−2)としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the acid stable monomer (a3-2) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and norbornane ring include the following.

Figure 2011126869
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γ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定モノマー(a3−2)として、酸不安定モノマーを例示することも可能である。例えば以下のものが挙げられる。   As the acid stable monomer (a3-2) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and norbornane ring, an acid labile monomer can be exemplified. For example, the following are mentioned.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

γ−ブチロラクトン環とシクロヘキサン環との縮合環を有する酸安定モノマー(a3−3)としては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the acid stable monomer (a3-3) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and cyclohexane ring include the following.

Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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Figure 2011126869
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γ−ブチロラクトン環とシクロヘキサン環との縮合環を有するモノマー(a3−3)として、酸不安定モノマーを例示することも可能である。例えば以下のものが挙げられる。   An acid labile monomer can also be exemplified as the monomer (a3-3) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and cyclohexane ring. For example, the following are mentioned.

Figure 2011126869
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ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)の中でも、(メタ)アクリル酸(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロ−2−オキソ−3−フリル、(メタ)アクリル酸2−(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルオキシ)−2−オキソエチルが好ましく、メタクリレート形態のものがより好ましい。 Among acid-stable monomers (a3) having a lactone ring, (meth) acrylic acid (5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl, (meth) acrylic Acid tetrahydro-2-oxo-3-furyl, 2- (5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yloxy) -2-oxoethyl (meth) acrylate Are preferred, and those in the form of methacrylate are more preferred.

樹脂における式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、樹脂の全単位において、通常5〜70モル%であり、好ましくは10〜65モル%であり、より好ましくは10〜60モル%である。   Content of the structural unit derived from the monomer represented by Formula (a3-1), Formula (a3-2) or Formula (a3-3) in the resin is usually 5 to 70 mol% in all units of the resin. Yes, preferably 10 to 65 mol%, more preferably 10 to 60 mol%.

〈その他の酸安定モノマー(a4)〉
その他の酸安定モノマー(a4)としては、例えば、式(a4−1)で表される無水マレイン酸、式(a4−2)で表される無水イタコン酸、又は式(a4−3)で表されるノルボルネン環を有する酸安定モノマーなどが挙げられる。
<Other acid stable monomers (a4)>
Examples of the other acid stable monomer (a4) include maleic anhydride represented by formula (a4-1), itaconic anhydride represented by formula (a4-2), and formula (a4-3). And acid-stable monomers having a norbornene ring.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(a4−3)中、Ra25及びRa26は、それぞれ独立に、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよいC1-3脂肪族炭化水素基、シアノ基、カルボキシ基、又はアルコキシカルボニル基(−COORa27)を表すか、或いはRa25及びRa26は互いに結合して−CO−O−CO−を形成し、Ra27は、C1-36脂肪族炭化水素基又はC3-36飽和環状炭化水素基を表し、脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基の−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。但し−COORa27が酸不安定基となるものは除く(即ちRa27は、3級炭素原子が−O−と結合するものを含まない)。 In formula (a4-3), R a25 and R a26 each independently represent a hydrogen atom, a C 1-3 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent (for example, a hydroxy group), a cyano group, or a carboxy group. R a25 and R a26 are bonded to each other to form —CO—O—CO—, and R a27 is a C 1-36 aliphatic hydrocarbon group, or an alkoxycarbonyl group (—COOR a27 ), Alternatively, it represents a C 3-36 saturated cyclic hydrocarbon group, and —CH 2 — in the aliphatic hydrocarbon group and saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced by —O— or —CO—. However, those in which —COOR a27 is an acid labile group are excluded (that is, R a27 does not include those in which a tertiary carbon atom is bonded to —O—).

a25及びRa26の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、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。Ra27の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜8より好ましくは1〜6であり、飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは4〜36、より好ましくは4〜12である。Ra27としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基、2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent for R a25 and R a26 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxymethyl group, and a 2-hydroxyethyl group. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group of R a27 is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, and the saturated cyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 36, more preferably 4 to 12 carbon atoms. is there. Examples of R a27 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-oxo-oxolan-3-yl group, and a 2-oxo-oxolan-4-yl group.

ノルボルネン環を有する酸安定モノマー(a4−3)としては、例えば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などが挙げられる。   Examples of the acid-stable monomer (a4-3) having a norbornene ring include 2-norbornene, 2-hydroxy-5-norbornene, 5-norbornene-2-carboxylic acid, methyl 5-norbornene-2-carboxylate, and 5-norbornene. Examples include 2-hydroxy-1-ethyl-2-carboxylate, 5-norbornene-2-methanol, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, and the like.

樹脂における式(a4−1)、式(a4−2)又は式(a4−3)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有量は、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。   Content of the structural unit derived from the monomer represented by Formula (a4-1), Formula (a4-2), or Formula (a4-3) in the resin is usually 2 to 40 mol% in all units of the resin. Yes, preferably 3-30 mol%, more preferably 5-20 mol%.

好ましい樹脂(A)は、少なくとも、酸に不安定な基を有するモノマー(a1)、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)及び/又はラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)を重合させた共重合体である。この好ましい共重合体において、酸に不安定な基を有するモノマー(a1)は、より好ましくはアダマンチル基を有するモノマー(a1−1)及びシクロへキシル基を有するモノマー(a1−2)の少なくとも1種(さらに好ましくはアダマンチル基を有するモノマー(a1−1))であり、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)は、好ましくはヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー(a2−1)であり、ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)は、より好ましくはγ−ブチロラクトン環を有する酸安定モノマー(a3−1)及びγ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定モノマー(a3−2)の少なくとも1種である。樹脂(A)は、公知の重合法(例えばラジカル重合法)によって製造できる。   A preferred resin (A) is a copolymer obtained by polymerizing at least a monomer (a1) having an acid labile group, an acid stable monomer (a2) having a hydroxy group, and / or an acid stable monomer (a3) having a lactone ring. It is a polymer. In this preferred copolymer, the monomer (a1) having an acid labile group is more preferably at least one of a monomer (a1-1) having an adamantyl group and a monomer (a1-2) having a cyclohexyl group. A species (more preferably a monomer (a1-1) having an adamantyl group), and an acid stable monomer (a2) having a hydroxy group, preferably an acid stable monomer (a2-1) having a hydroxyadamantyl group, and a lactone The acid-stable monomer (a3) having a ring is more preferably an acid-stable monomer (a3-1) having a γ-butyrolactone ring and an acid-stable monomer (a3-2) having a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and a norbornane ring At least one of the following. Resin (A) can be manufactured by a well-known polymerization method (for example, radical polymerization method).

樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。   The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more) and 50,000 or less (more preferably 30,000 or less).

樹脂(A)の含有量は、組成物の固形分中80質量%以上であることが好ましい。なお本明細書において「組成物中の固形分」とは、溶剤(E)を除いた組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分、及びこれに対する樹脂(A)の含有量は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。   It is preferable that content of resin (A) is 80 mass% or more in solid content of a composition. In the present specification, the “solid content in the composition” means the total of the composition components excluding the solvent (E). The solid content in the composition and the content of the resin (A) relative thereto can be measured by known analytical means such as liquid chromatography or gas chromatography.

〈塩基性化合物(以下「塩基性化合物(C)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物は、塩基性化合物(C)を含有する。塩基性化合物(C)の含有量は、レジスト組成物の固形分量を基準に、0.01〜1質量%程度であることが好ましい。
<Basic compound (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”)>
The resist composition of the present invention contains a basic compound (C). The content of the basic compound (C) is preferably about 0.01 to 1% by mass based on the solid content of the resist composition.

塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物(例えばアミン)及びアンモニウム塩である。アミンは、脂肪族アミンでも、芳香族アミンでもよい。脂肪族アミンは、1級アミン、2級アミン及び3級アミンのいずれも使用できる。芳香族アミンは、アニリンのような芳香族環にアミノ基が結合したものや、ピリジンのような複素芳香族アミンのいずれでもよい。好ましい塩基性化合物(C)として、式(C2)で表される芳香族アミン、特に式(C2−1)で表されるアニリンが挙げられる。   The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound (for example, an amine) and an ammonium salt. The amine may be an aliphatic amine or an aromatic amine. As the aliphatic amine, any of primary amine, secondary amine and tertiary amine can be used. The aromatic amine may be any of an amino group bonded to an aromatic ring such as aniline and a heteroaromatic amine such as pyridine. Preferable basic compound (C) includes an aromatic amine represented by the formula (C2), particularly an aniline represented by the formula (C2-1).

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(C2)中、Arc1は、芳香族炭化水素基を表す。Rc5及びRc6は、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基)、飽和環状炭化水素基(好ましくはシクロアルキル基)或いは芳香族炭化水素基を表す。但し前記脂肪族炭化水素基、前記飽和環状炭化水素基又は前記芳香族炭化水素基の水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基、又はC1-6アルコキシ基で置換されていてもよく、前記アミノ基は、C1-4アルキル基で置換されていてもよい。前記脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6程度であり、前記飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは5〜10程度であり、前記芳香族炭化水素基の炭素数は、好ましくは6〜10程度である。 In the formula (C2), Ar c1 represents an aromatic hydrocarbon group. R c5 and R c6 each independently represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group (preferably an alkyl group), a saturated cyclic hydrocarbon group (preferably a cycloalkyl group) or an aromatic hydrocarbon group. However, the hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group, the saturated cyclic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or a C 1-6 alkoxy group, and the amino group May be substituted with a C 1-4 alkyl group. The carbon number of the aliphatic hydrocarbon group is preferably about 1 to 6, the carbon number of the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably about 5 to 10, and the carbon number of the aromatic hydrocarbon group is Preferably, it is about 6-10.

式(C2−1)中、Rc5及びRc6は、前記と同じである。Rc7は、脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基)、アルコキシ基、飽和環状炭化水素基(好ましくはシクロアルキル基)或いは芳香族炭化水素基を表す。但し脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、飽和環状炭化水素基及び芳香族炭化水素基の水素原子は、式(C2)で説明した置換基を有していてもよい。m3は0〜3の整数を表す。m3が2以上のとき、複数のRc7は、互いに同一でも異なってもよい。Rc7の脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基及び芳香族炭化水素基の好ましい炭素数は、式(C2)のものと同じであり、Rc7のアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1〜6程度である。 In formula (C2-1), R c5 and R c6 are the same as described above. R c7 represents an aliphatic hydrocarbon group (preferably an alkyl group), an alkoxy group, a saturated cyclic hydrocarbon group (preferably a cycloalkyl group) or an aromatic hydrocarbon group. However, the hydrogen atom of an aliphatic hydrocarbon group, an alkoxy group, a saturated cyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group may have the substituent demonstrated by Formula (C2). m3 represents an integer of 0 to 3. When m3 is 2 or more, the plurality of R c7 may be the same as or different from each other. Aliphatic hydrocarbon group R c7, preferable number of carbon atoms of the saturated cyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group are the same as those of the formula (C2), the carbon number of the alkoxy group R c7 is independently in, preferably 1 It is about ~ 6.

芳香族アミン(C2)としては、例えば1−ナフチルアミン及び2−ナフチルアミンなどが挙げられる。アニリン(C2−1)としては、例えばアニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミンなどが挙げられる。これらの中でもジイソプロピルアニリン(特に2,6−ジイソプロピルアニリン)が好ましい。   Examples of the aromatic amine (C2) include 1-naphthylamine and 2-naphthylamine. Examples of aniline (C2-1) include aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, diphenylamine and the like. Of these, diisopropylaniline (particularly 2,6-diisopropylaniline) is preferable.

また塩基性化合物(C)としては、式(C3)〜式(C11)で表される化合物が挙げられる。   Moreover, as a basic compound (C), the compound represented by Formula (C3)-Formula (C11) is mentioned.

Figure 2011126869
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式(C3)中のRc8は、式(C2)のRc7で説明したいずれかの基を表す。式(C3)〜式(C8)中の窒素原子と結合するRc9、Rc10、Rc11〜Rc14、Rc16〜Rc19及びRc22は、それぞれ独立に、式(C2)のRc5及びRc6で説明したいずれかの基を表す。式(C7)〜式(C11)中の芳香族炭素と結合するRc20、Rc21、Rc23〜Rc28は、それぞれ独立に、式(C2−1)のRc7で説明したいずれかの基を表す。式(C7)、式(C9)〜式(C11)中のo3〜u3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。o3〜u3のいずれかが2以上であるとき、それぞれ、複数のRc20〜Rc28のいずれかは互いに同一でも異なってもよい。 R c8 in formula (C3) represents any of the groups described for R c7 in formula (C2). R c9 , R c10 , R c11 to R c14 , R c16 to R c19 and R c22 bonded to the nitrogen atom in formula (C3) to formula (C8) are each independently R c5 in formula (C2) and It represents one of the groups described for R c6 . R c20 , R c21 and R c23 to R c28 bonded to the aromatic carbon in formula (C7) to formula (C11) are each independently any group described for R c7 in formula (C2-1) Represents. O3 to u3 in Formula (C7) and Formula (C9) to Formula (C11) each independently represents an integer of 0 to 3. When any of o3 to u3 is 2 or more, any of the plurality of R c20 to R c28 may be the same as or different from each other.

式(C6)中のRc15は、脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基又はアルカノイル基を表し、n3は0〜8の整数を表す。n3が2以上のとき、複数のRc15は、互いに同一でも異なってもよい。Rc15の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6程度であり、Rc15の飽和環状炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜6程度であり、Rc15のアルカノイル基の炭素数は、好ましくは2〜6程度である。 R c15 in formula (C6) represents an aliphatic hydrocarbon group, a saturated cyclic hydrocarbon group, or an alkanoyl group, and n3 represents an integer of 0 to 8. When n3 is 2 or more, the plurality of R c15 may be the same as or different from each other. The number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group R c15 is preferably about 1 to 6 carbon atoms in the saturated cyclic hydrocarbon group R c15 is preferably about 3 to 6, alkanoyl group R c15 Preferably carbon number is about 2-6.

式(C7)及び式(C10)のLc1及びLc2は、それぞれ独立に、2価の脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキレン基)、−CO−、−C(=NH)−、−C(=NRc3)−、−S−、−S−S−、又はこれらの組合せを表す。前記2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6程度である。Rc3は、C1-4アルキル基を表す。 L c1 and L c2 in formula (C7) and formula (C10) are each independently a divalent aliphatic hydrocarbon group (preferably an alkylene group), —CO—, —C (═NH) —, —C (= NR c3 )-, -S-, -SS-, or a combination thereof. The divalent aliphatic hydrocarbon group preferably has about 1 to 6 carbon atoms. R c3 represents a C 1-4 alkyl group.

化合物(C3)としては、例えば、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられる。   Examples of the compound (C3) include hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, Tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctyl Amine, methyl dinonyl amine, methyl didecyl amine, ethyl dibutyl amine, ethyl dipentyl amine, ethyl di Silamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylene Examples include diamine, 4,4′-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and the like.

化合物(C4)としては、例えばピペラジンなどが挙げられる。化合物(C5)としては、例えばモルホリンなどが挙げられる。化合物(C6)としては、例えばピペリジン、及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。化合物(C7)としては、例えば2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。   Examples of the compound (C4) include piperazine. Examples of the compound (C5) include morpholine. Examples of the compound (C6) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575. Examples of the compound (C7) include 2,2′-methylenebisaniline.

化合物(C8)としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。化合物(C9)としては、例えば、ピリジン、4−メチルピリジンなどが挙げられる。化合物(C10)としては、例えば、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミンなどが挙げられる。化合物(C11)としては、例えばビピリジンなどが挙げられる。   Examples of the compound (C8) include imidazole and 4-methylimidazole. Examples of the compound (C9) include pyridine and 4-methylpyridine. Examples of the compound (C10) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, and 1,2-di. (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide, 4, 4'-dipyridyl disulfide, 2,2'-dipyridylamine, 2,2'-dipicolylamine and the like can be mentioned. Examples of the compound (C11) include bipyridine.

アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。   Examples of ammonium salts include tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, and 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl. Ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, choline and the like can be mentioned.

〈溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある〉
本発明のレジスト組成物は、溶剤(E)を、組成物中90質量%以上の量で含有していてもよい。溶剤(E)を含有する本発明のレジスト組成物は、薄膜レジストを製造するために適している。溶剤(E)の含有量は、組成物中90質量%以上(好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上)、99.9質量%以下(好ましくは99質量%以下)である。溶剤(E)の含有量は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。
<Solvent (sometimes referred to as "solvent (E)")
The resist composition of the present invention may contain the solvent (E) in an amount of 90% by mass or more in the composition. The resist composition of the present invention containing the solvent (E) is suitable for producing a thin film resist. The content of the solvent (E) is 90% by mass or more (preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more) and 99.9% by mass or less (preferably 99% by mass or less) in the composition. The content of the solvent (E) can be measured by a known analysis means such as liquid chromatography or gas chromatography.

溶剤(E)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類;などを挙げることができる。溶剤(E)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent (E) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and And esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; A solvent (E) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

〈その他の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分(F)を含有していてもよい。成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料などを利用できる。
<Other components (hereinafter sometimes referred to as “other components (F)”)>
The resist composition of this invention may contain the other component (F) as needed. Component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes, and the like can be used.

〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)上述した本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(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。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) The process of apply | coating the resist composition of this invention mentioned above on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(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.

塗布後の組成物を乾燥させ、組成物に含まれる溶剤を除去する。溶剤の除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させることにより行われるか、あるいは減圧装置を用いて行われ、溶剤が除去された組成物層が形成される。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が例示される。また、圧力は、1〜1.0×10Pa程度が例示される。 The composition after application | coating is dried and the solvent contained in a composition is removed. The removal of the solvent is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate or by using a decompression device to form a composition layer from which the solvent has been removed. As for the temperature in this case, about 50-200 degreeC is illustrated, for example. The pressure is exemplified by about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.

得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。この際、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. 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.

〈用途〉
本発明の組成物は、フォトレジスト組成物、特に、化学増幅型フォトレジスト組成物に有用であり、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等、広範な用途に好適に利用することができる。特に、ArFやKrFなどのエキシマレーザリソグラフィならびにArF液浸露光リソグラフィ、EB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。
<Application>
The composition of the present invention is useful for a photoresist composition, particularly a chemically amplified photoresist composition, and is used for fine processing of semiconductors, production of circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes. It can be suitably used for a wide range of applications. In particular, it can be used as a chemically amplified photoresist composition suitable for excimer laser lithography such as ArF and KrF, ArF immersion exposure lithography, EB 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.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミ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。
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)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing content and use amount are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type, manufactured by Tosoh Corporation, three columns are “TSKgel Multipore HXL-M”, and the solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product.
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)

実施例1:式(B1)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 1: Synthesis of a salt represented by the formula (B1)
Figure 2011126869

式(B1−a)で表される化合物(商品名:NLA−tBu、クラレ製)25.43部、テトラヒドロフラン100.00部及びトリフルオロ酢酸1.14部を仕込み、50℃で2時間攪拌した。その後、ヨウ化カリウム0.42部を添加し、50℃で10時間攪拌した。得られた混合物にイオン交換水30.00部及び酢酸エチル60.00部を添加し、攪拌した後、分液を行い、有機層を回収した。回収された有機層にイオン交換水30.00部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。この分液水洗操作を3回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮後、以下の条件でカラム分取することにより、式(B1−b)で表される化合物18.9部を得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=10/1(容量比)
A compound represented by the formula (B1-a) (trade name: NLA-tBu, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), 25.43 parts, 100.00 parts of tetrahydrofuran and 1.14 parts of trifluoroacetic acid were charged and stirred at 50 ° C. for 2 hours. . Thereafter, 0.42 part of potassium iodide was added and stirred at 50 ° C. for 10 hours. After adding 30.00 parts of ion-exchanged water and 60.00 parts of ethyl acetate to the obtained mixture and stirring, liquid separation was performed to recover the organic layer. To the collected organic layer, 30.00 parts of ion-exchanged water was added and washed, followed by liquid separation to recover the organic layer. This liquid separation washing operation was repeated 3 times. The recovered organic layer was concentrated and then fractionated on a column under the following conditions to obtain 18.9 parts of a compound represented by the formula (B1-b).
Developing medium; silica gel 60-200 mesh; manufactured by Merck developing solvent: n-heptane / ethyl acetate = 10/1 (volume ratio)

Figure 2011126869
Figure 2011126869

2−メチル−2−アダマンタノール250部及びテトラヒドロフラン2000部を仕込み、室温で攪拌し、2−メチル−2−アダマンタノールの溶解確認後、ピリジン142.73部を仕込み、40℃に昇温した。さらに、クロロアセチルクロリド254.74部及びテトラヒドロフラン509部の混合溶液を80分かけて滴下した。滴下後、40℃で8時間攪拌し、5℃に温度を下げた。5℃に冷却したイオン交換水1052部を添加、攪拌し、分液により水層を回収した。回収された水層に酢酸エチル631部を添加し、分液して有機層を回収した。回収された有機層に、5℃の10%炭酸カリウム水溶液631部を添加して洗浄し、分液して有機層を回収した後、回収された有機層にさらに、イオン交換水631部を添加して水洗し、分液を行って有機層を回収した。この水洗操作を3回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮し、得られた濃縮物にn−ヘプタン500部を添加し、攪拌した後、ろ過後、乾燥して、式(B1−c)で表される化合物195部を得た。   250 parts of 2-methyl-2-adamantanol and 2000 parts of tetrahydrofuran were charged and stirred at room temperature. After confirming dissolution of 2-methyl-2-adamantanol, 142.73 parts of pyridine was charged and the temperature was raised to 40 ° C. Further, a mixed solution of 254.74 parts of chloroacetyl chloride and 509 parts of tetrahydrofuran was added dropwise over 80 minutes. After dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 8 hours, and the temperature was lowered to 5 ° C. 1052 parts of ion-exchanged water cooled to 5 ° C. was added and stirred, and the aqueous layer was recovered by liquid separation. 631 parts of ethyl acetate was added to the recovered aqueous layer, and the mixture was separated to recover the organic layer. The recovered organic layer was washed by adding 631 parts of a 10% aqueous potassium carbonate solution at 5 ° C., and separated to recover the organic layer. Then, 631 parts of ion-exchanged water was further added to the recovered organic layer. Then, it was washed with water and separated to recover the organic layer. This washing operation was repeated 3 times. The collected organic layer is concentrated, and 500 parts of n-heptane is added to the resulting concentrate, followed by stirring, filtration and drying to obtain 195 parts of a compound represented by the formula (B1-c). It was.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(B1−b)で表される化合物10.20部及びジメチルホルムアミド102.05部を仕込み、室温で攪拌し、式(B1−b)で表される化合物を溶解した。その後、炭酸カリウム3.56部及びヨウ化カリウム0.89部を添加し、50℃に昇温した。さらに1時間攪拌した後、100℃に昇温した。得られた混合物に式(B1−c)で表される化合物12.50部及びジメチルホルムアミド37.50部の混合溶解液を60分かけて添加し、100℃で3時間攪拌した。得られた混合物を室温に戻した後、イオン交換水166.70部及び酢酸エチル333.40部を添加した後、攪拌し、分液を行って有機層を回収した。回収された有機層に、5%炭酸カリウム水溶液83.35部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。回収された有機層に、さらにイオン交換水166.70部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。この水洗操作を5回繰り返して行った。回収された有機層に、硫酸マグネシウム1部を添加し、攪拌した後、ろ過して有機層を回収した。回収された有機層を濃縮した後、n−ヘプタン55.5部を添加し、室温で1時間攪拌した後、析出物をろ過して取り出し、乾燥して、式(B1−d)で表される化合物16.80部を得た。   10.20 parts of the compound represented by the formula (B1-b) and 102.05 parts of dimethylformamide were charged and stirred at room temperature to dissolve the compound represented by the formula (B1-b). Thereafter, 3.56 parts of potassium carbonate and 0.89 parts of potassium iodide were added, and the temperature was raised to 50 ° C. After further stirring for 1 hour, the temperature was raised to 100 ° C. A mixed solution of 12.50 parts of the compound represented by the formula (B1-c) and 37.50 parts of dimethylformamide was added to the obtained mixture over 60 minutes, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 3 hours. After returning the obtained mixture to room temperature, 166.70 parts of ion-exchanged water and 333.40 parts of ethyl acetate were added, followed by stirring and liquid separation to recover the organic layer. To the collected organic layer, 83.35 parts of 5% aqueous potassium carbonate solution was added and washed, and liquid separation was performed to collect the organic layer. To the collected organic layer, 166.70 parts of ion-exchanged water was further added for washing, and liquid separation was performed to collect the organic layer. This washing operation was repeated 5 times. 1 part of magnesium sulfate was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred and then filtered to recover the organic layer. After the collected organic layer was concentrated, 55.5 parts of n-heptane was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The precipitate was filtered out, dried, and represented by the formula (B1-d). 16.80 parts of this compound was obtained.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(B1−e)で表される塩を、特開2008−13551号公報に記載された方法で合成した。式(B1−e)で表される塩4.52部、クロロホルム30.00部、式(B1−d)で表される化合物4.44部、モレキュラーシーブ(商品名:モレキュラーシーブ 5A、和光純薬製)5.00部及びリチウムアミド0.14部を仕込み、80℃で5時間加熱還流した後、ろ過した。得られたろ液に、シュウ酸0.28部及びイオン交換水7.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル7.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮してオイル状物として、式(B1)で表される塩0.89部を得た。   A salt represented by the formula (B1-e) was synthesized by the method described in JP-A-2008-13551. 4.52 parts of a salt represented by the formula (B1-e), 30.00 parts of chloroform, 4.44 parts of a compound represented by the formula (B1-d), molecular sieve (trade name: molecular sieve 5A, Jun Wako) 5.00 parts and 0.14 parts of lithium amide were charged, heated to reflux at 80 ° C. for 5 hours, and filtered. The obtained filtrate was charged with 0.28 part of oxalic acid and 7.50 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. Water washing was performed 6 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After concentrating the filtrate, 7.00 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 0.89 part of a salt represented by the formula (B1) as an oily substance.

MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 561.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 561.1

実施例2:式(B2)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 2: Synthesis of a salt represented by the formula (B2)
Figure 2011126869

式(B2−a)で表される化合物(5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、和光純薬製)16.42部及びテトラヒドロフラン53.29部を仕込み、23℃で攪拌溶解した。得られた混合物に、23℃でジメチルアミノピリジン2.44部を添加した後、50℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、さらに、2−メチル−2−アダマンタノール16.63部及びテトラヒドロフラン53.29部の混合溶液を1時間かけて滴下し、50℃で10時間攪拌した。得られた混合物にイオン交換水30部及び酢酸エチル60部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。回収された有機層にイオン交換水30部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。この分液水洗操作を3回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮後、以下の条件でカラム分取することにより、式(B2−b)で表される化合物25.2部を得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
16.42 parts of a compound represented by the formula (B2-a) (5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 53.29 parts of tetrahydrofuran were charged and dissolved by stirring at 23 ° C. To the obtained mixture, 2.44 parts of dimethylaminopyridine was added at 23 ° C., followed by stirring at 50 ° C. for 30 minutes. To the obtained mixture, a mixed solution of 16.63 parts of 2-methyl-2-adamantanol and 53.29 parts of tetrahydrofuran was further added dropwise over 1 hour, followed by stirring at 50 ° C. for 10 hours. To the obtained mixture, 30 parts of ion-exchanged water and 60 parts of ethyl acetate were added and washed, followed by liquid separation to recover the organic layer. 30 parts of ion-exchanged water was added to the collected organic layer for washing, and liquid separation was performed to collect the organic layer. This liquid separation washing operation was repeated 3 times. The collected organic layer was concentrated and then fractionated in a column under the following conditions to obtain 25.2 parts of a compound represented by the formula (B2-b).
Developing medium: silica gel 60-200 mesh; manufactured by Merck developing solvent: n-heptane / ethyl acetate = 20/1 (volume ratio)

Figure 2011126869
Figure 2011126869

式(B2−b)で表される化合物16.50部及びクロロホルム200.00部を仕込み、23℃で攪拌し、式(B2−b)で表される化合物を溶解した後、23℃でm−クロロ過安息香酸17.30部を添加し、23℃で6時間攪拌した。得られた混合物にイオン交換水30部及び酢酸エチル60部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。回収された有機層にイオン交換水30部を添加して洗浄し、分液を行って有機層を回収した。この分液水洗操作を3回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮した後、以下の条件でカラム分取することにより、式(B2−c)で表される化合物14.7部を得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)

Figure 2011126869
First, 16.50 parts of a compound represented by the formula (B2-b) and 200.00 parts of chloroform were charged and stirred at 23 ° C. to dissolve the compound represented by the formula (B2-b). -17.30 parts of chloroperbenzoic acid was added, and it stirred at 23 degreeC for 6 hours. To the obtained mixture, 30 parts of ion-exchanged water and 60 parts of ethyl acetate were added and washed, followed by liquid separation to recover the organic layer. 30 parts of ion-exchanged water was added to the collected organic layer for washing, and liquid separation was performed to collect the organic layer. This liquid separation washing operation was repeated 3 times. After the collected organic layer was concentrated, 14.7 parts of a compound represented by the formula (B2-c) was obtained by fractionating the column under the following conditions.
Developing medium: silica gel 60-200 mesh; manufactured by Merck developing solvent: n-heptane / ethyl acetate = 20/1 (volume ratio)
Figure 2011126869

式(B2−d)で表される塩を、特開2008−13551号公報に記載された方法で合成した。式(B2−d)で表される塩4.52部、クロロホルム30.00部、式(B2−c)で表される化合物3.81部、モレキュラーシーブ(商品名:モレキュラーシーブ 5A、和光純薬製)5.00部及びリチウムアミド0.14部を仕込み、80℃で5時間加熱還流した後、ろ過した。得られたろ液に、シュウ酸0.28部及びイオン交換水7.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル7.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮してオイル状物として、式(B2)で表される塩1.12部を得た。   A salt represented by the formula (B2-d) was synthesized by the method described in JP-A-2008-13551. 4.52 parts of salt represented by formula (B2-d), 30.00 parts of chloroform, 3.81 parts of compound represented by formula (B2-c), molecular sieve (trade name: Molecular sieve 5A, Jun Wako) 5.00 parts and 0.14 parts of lithium amide were charged, heated to reflux at 80 ° C. for 5 hours, and filtered. The obtained filtrate was charged with 0.28 part of oxalic acid and 7.50 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. Water washing was performed 6 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After concentrating the filtrate, 7.00 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 1.12 parts of a salt represented by the formula (B2) as an oily substance.

MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 503.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 503.1

実施例3:式(B3)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 3: Synthesis of a salt represented by the formula (B3)
Figure 2011126869

式(B3−d)で表される塩4.95部、クロロホルム30.00部、式(B2−c)で表される化合物3.81部、モレキュラーシーブ(商品名:モレキュラーシーブ 5A、和光純薬製)5.00部及びリチウムアミド0.14部を仕込み、80℃で5時間加熱還流した後、ろ過した。得られたろ液に、シュウ酸0.28部及びイオン交換水7.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮して、式(B3)で表される塩1.48部を得た。   4.95 parts of a salt represented by the formula (B3-d), 30.00 parts of chloroform, 3.81 parts of a compound represented by the formula (B2-c), molecular sieve (trade name: Molecular sieve 5A, Jun Wako) 5.00 parts and 0.14 parts of lithium amide were charged, heated to reflux at 80 ° C. for 5 hours, and filtered. The obtained filtrate was charged with 0.28 part of oxalic acid and 7.50 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. Water washing was performed 6 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After concentrating the filtrate, 10 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 1.48 parts of the salt represented by the formula (B3).

MS(ESI(+)Spectrum):M 305.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 503.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 305.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 503.1

実施例4:式(B4)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 4: Synthesis of salt represented by formula (B4)
Figure 2011126869

式(B4−d)で表される塩4.69部、クロロホルム30.00部、式(B2−c)で表される化合物3.81部、モレキュラーシーブ(商品名:モレキュラーシーブ 5A、和光純薬製)5.00部及びリチウムアミド0.14部を仕込み、80℃で5時間加熱還流した後、ろ過した。得られたろ液に、シュウ酸0.28部及びイオン交換水7.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(B4)で表される塩1.18部を得た。   4.69 parts of salt represented by formula (B4-d), 30.00 parts of chloroform, 3.81 parts of compound represented by formula (B2-c), molecular sieve (trade name: molecular sieve 5A, Jun Wako) 5.00 parts and 0.14 parts of lithium amide were charged, heated to reflux at 80 ° C. for 5 hours, and filtered. The obtained filtrate was charged with 0.28 part of oxalic acid and 7.50 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. Water washing was performed 6 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After concentrating the filtrate, 10 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated, and the resulting concentrate was fractionated in a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to obtain the formula (B4). 1.18 parts of the salt represented were obtained.

MS(ESI(+)Spectrum):M 281.0
MS(ESI(−)Spectrum):M 503.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 281.0
MS (ESI (-) Spectrum): M - 503.1

実施例5:式(B5)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 5: Synthesis of salt represented by formula (B5)
Figure 2011126869

式(B5−d)で表される塩3.96部、クロロホルム30.00部、式(B2−c)で表される化合物3.81部、モレキュラーシーブ(商品名:モレキュラーシーブ 5A、和光純薬製)5.00部及びリチウムアミド0.14部を仕込み、80℃で5時間加熱還流した後、ろ過した。得られたろ液に、シュウ酸0.28部及びイオン交換水7.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(B5)で表される塩0.78部を得た。   3.96 parts of a salt represented by the formula (B5-d), 30.00 parts of chloroform, 3.81 parts of a compound represented by the formula (B2-c), molecular sieve (trade name: Molecular sieve 5A, Jun Wako) 5.00 parts and 0.14 parts of lithium amide were charged, heated to reflux at 80 ° C. for 5 hours, and filtered. The obtained filtrate was charged with 0.28 part of oxalic acid and 7.50 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. Water washing was performed 6 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 part of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After concentrating the filtrate, 10 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 10 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated, and the resulting concentrate was fractionated in a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to obtain the formula (B5). 0.78 part of the salt represented was obtained.

MS(ESI(+)Spectrum):M 207.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 503.1
MS (ESI (+) Spectrum): M <+> 207.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 503.1

実施例6:式(B6)で表される塩の合成

Figure 2011126869
Example 6: Synthesis of salt represented by formula (B6)
Figure 2011126869

式(B2−c)で表される化合物4.34部及びテトラヒドロフラン20部を仕込み、室温で攪拌し、式(B2−c)で表される化合物の溶解確認後、ピリジン1.43部を仕込み、40℃に昇温した。さらに、クロロアセチルクロリド2.55部及びテトラヒドロフラン5部の混合溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、40℃で3時間攪拌し、5℃に温度を下げた。5℃に冷却したイオン交換水10部及び酢酸エチル40部を添加、攪拌し、分液した。回収された有機層に、5℃の10%炭酸カリウム水溶液10部を添加して洗浄し、分液して有機層を回収した後、回収された有機層にさらに、イオン交換水10部を添加して水洗し、分液を行って有機層を回収した。この水洗操作を5回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮した後、以下の条件でカラム分取することにより、式(B6−a)で表される化合物3.95部を得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:酢酸エチル
Charge 4.34 parts of the compound represented by the formula (B2-c) and 20 parts of tetrahydrofuran, and stir at room temperature. After confirming dissolution of the compound represented by the formula (B2-c), charge 1.43 parts of pyridine. The temperature was raised to 40 ° C. Further, a mixed solution of 2.55 parts of chloroacetyl chloride and 5 parts of tetrahydrofuran was added dropwise over 1 hour. After dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 3 hours, and the temperature was lowered to 5 ° C. 10 parts of ion-exchanged water cooled to 5 ° C. and 40 parts of ethyl acetate were added, stirred and separated. 10 parts of 10% aqueous potassium carbonate solution at 5 ° C. is added to the collected organic layer for washing, liquid separation is performed to collect the organic layer, and then 10 parts of ion exchange water is further added to the collected organic layer. The organic layer was recovered by washing with water and liquid separation. This washing operation was repeated 5 times. The collected organic layer was concentrated and then fractionated on a column under the following conditions to obtain 3.95 parts of a compound represented by the formula (B6-a).
Developing medium; silica gel 60-200 mesh; made by Merck developing solvent: ethyl acetate

Figure 2011126869
式(B6−b)で表される塩4.85部及びジメチルホルムアミド25.02部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、炭酸カリウム1.53部及びヨウ化カリウム0.46部を仕込み、40℃で1時間撹拌した後、式(B6−a)で表される化合物3.90部をジメチルホルムアミド7.89部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。40℃で6時間撹拌した後、23℃に冷却した。得られた反応物に、クロロホルム174.91部、5%シュウ酸水溶液27.87部及びイオン交換水15.85部を仕込み、攪拌、分液を行った。回収された有機層に、イオン交換水69.96部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を7回行った。得られた有機層に活性炭2.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル20部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(B6)で表される塩2.45部を得た。
Figure 2011126869
4.85 parts of the salt represented by the formula (B6-b) and 25.02 parts of dimethylformamide were charged and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. To the obtained mixture, 1.53 parts of potassium carbonate and 0.46 parts of potassium iodide were added and stirred at 40 ° C. for 1 hour, and then 3.90 parts of the compound represented by the formula (B6-a) was added to dimethylformamide. A solution dissolved in 7.89 parts was added dropwise over 1 hour. After stirring at 40 ° C. for 6 hours, the mixture was cooled to 23 ° C. The obtained reaction product was charged with 174.91 parts of chloroform, 27.87 parts of 5% oxalic acid aqueous solution and 15.85 parts of ion-exchanged water, and stirred and separated. The recovered organic layer was charged with 69.96 parts of ion-exchanged water and stirred and separated. Washing with water was performed 7 times. The obtained organic layer was charged with 2.00 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered. After the filtrate was concentrated, 20 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 20 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 20 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated, and then the obtained concentrate was fractionated by a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to obtain the formula (B6). 2.45 parts of the salt represented were obtained.

MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 561.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 561.1

合成例1:樹脂A1の合成
モノマーE、モノマーF、モノマーB、モノマーC及びモノマーDを、モル比30:14:6:20:30の割合で仕込んだ。次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。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、1.00mol%と3.00mol%との割合で添加し、これを73℃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(4:1)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8.1×10である共重合体を収率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構造単位を有するものであり、これを樹脂A1とした。
Synthesis Example 1: Synthesis of Resin A1 Monomer E, monomer F, monomer B, monomer C and monomer D were charged in a molar ratio of 30: 14: 6: 20: 30. Subsequently, 1.5 mass times dioxane was added with respect to the total mass of all the monomers. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. And heated at 73 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution is purified by performing the operation of pouring into a large amount of methanol / water mixed solvent (4: 1) and precipitating three times, and the weight average molecular weight is about 8.1 × 10 3. The coalescence was obtained with a yield of 65%. The obtained copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin A1.

Figure 2011126869
合成例2:樹脂A2の合成
モノマーA、モノマーB及びモノマーCを、モル比50:25:25の割合で仕込み、次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.5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との混合溶媒(3:1)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8.0×10である共重合体を収率60%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂A2とした。
Figure 2011126869
Synthesis Example 2: Synthesis of Resin A2 Monomer A, monomer B and monomer C were charged in a molar ratio of 50:25:25, and then 1.5 mass times dioxane was added to the total mass of all monomers. It was. 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 77 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution is purified by pouring it into a large amount of methanol / water mixed solvent (3: 1) and precipitating three times, and the weight average molecular weight is about 8.0 × 10 3. The coalescence was obtained in 60% yield. This copolymer has a structural unit derived from each monomer of the following formula, and this was designated as resin A2.

Figure 2011126869
Figure 2011126869

合成例3:樹脂A3の合成
全モノマー量の1.7重量倍のメチルエチルケトンを仕込み、75℃に昇温した後、モノマーG、モノマーH、モノマーBをモル比40:40:20、全モノマー量の4.0重量倍のメチルエチルケトン、及び開始剤としてV−601(和光純薬製)を全モノマー量に対して18mol%を溶解した混合溶液を6時間かけて添加し、さらに、75℃で約1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6.4×10の共重合体を収率70%で得た。この共重合体は、上式モノマーに由来する構造単位を有するものであり、これを樹脂A3とする。

Figure 2011126869
Synthesis Example 3: Synthesis of Resin A3 Methyl ethyl ketone 1.7 times the total monomer amount was charged and heated to 75 ° C., and then the monomer G, monomer H, and monomer B were in a molar ratio of 40:40:20, total monomer amount. A mixed solution in which 18 mol% of methyl ethyl ketone and V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an initiator in an amount of 18 mol% with respect to the total amount of monomers was added over 6 hours was further added at about 75 ° C. Heated for 1 hour. 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 6.4 × 10 3 in a yield of 70%. It was. This copolymer has a structural unit derived from the above monomer, and is referred to as Resin A3.
Figure 2011126869

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

<樹脂>
樹脂A1〜A3
<酸発生剤>
酸発生剤B1〜B6:式(B1)で表される塩〜式(B6)で表される塩
酸発生剤H1

Figure 2011126869
<Resin>
Resins A1 to A3
<Acid generator>
Acid generators B1 to B6: salt represented by formula (B1) to hydrochloric acid generator H1 represented by formula (B6)
Figure 2011126869

<塩基性化合物:クエンチャー>
クエンチャーC1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
2−ヘプタノン 20.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Basic compound: Quencher>
Quencher C1: 2,6-diisopropylaniline <solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts 2-heptanone 20.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts

Figure 2011126869
Figure 2011126869

シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC−29;日産化学(株)製)を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ780Åの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が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。
An organic antireflection film having a thickness of 780 mm is formed by applying a composition for organic antireflection film (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) to a silicon wafer and baking it at 205 ° C. for 60 seconds. Formed. 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.

解像度評価:実効感度における解像度が67nm以下の場合を○、67nmを超える場合を×とした。括弧内の数値は解像度(nm)を示す。 Resolution evaluation: The case where the resolution in effective sensitivity was 67 nm or less was evaluated as ◯, and the case where it exceeded 67 nm was evaluated as ×. Numerical values in parentheses indicate resolution (nm).

Figure 2011126869
Figure 2011126869

本発明の塩によれば、該塩を含むレジスト組成物から、優れた解像度を有するパターンを得ることができる。   According to the salt of the present invention, a pattern having excellent resolution can be obtained from a resist composition containing the salt.

Claims (8)

式(I)で表される塩。
Figure 2011126869
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、C1-17アルキレン基を表し、前記アルキレン基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、単結合又は−O−(CH−CO−を表し、前記−(CH−に含まれる−CH−は、−O−で置き換わっていてもよい。lは、1〜6の整数を表す。
環Wは、C4-36ラクトン環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
tは、0〜2の整数を表す。tが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、C1-12炭化水素基を表す。
環Wは、C3-36飽和炭化水素環を表す。
は、C1-6アルキル基又はC1-6アルコキシ基を表す。
sは、0〜2の整数を表す。sが2である場合、複数のRは同じであっても異なっていてもよい。
は、有機対イオンを表す。]
A salt represented by the formula (I).
Figure 2011126869
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 represents a C 1-17 alkylene group, and —CH 2 — contained in the alkylene group may be replaced by —O— or —CO—.
L 2 represents a single bond or —O— (CH 2 ) 1 —CO—, and —CH 2 — contained in — (CH 2 ) 1 — may be replaced by —O—. l represents an integer of 1 to 6.
Ring W 1 represents a C 4-36 lactone ring.
R 3 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
t represents an integer of 0-2. When t is 2, the plurality of R 3 may be the same or different.
R 1 represents a C 1-12 hydrocarbon group.
Ring W 2 represents a C 3-36 saturated hydrocarbon ring.
R 2 represents a C 1-6 alkyl group or a C 1-6 alkoxy group.
s represents the integer of 0-2. When s is 2, the plurality of R 2 may be the same or different.
Z + represents an organic counter ion. ]
が、*−CO−O−又は*−CO−O−CH−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である請求項1記載の塩。 L 1 is * —CO—O— or * —CO—O—CH 2 —CO—O— (* represents a bond to —C (Q 1 ) (Q 2 ) —). 1. The salt according to 1. が、単結合又は−O−CH−CO−である請求項1又は2記載の塩。 The salt according to claim 1, wherein L 2 is a single bond or —O—CH 2 —CO—. が、トリアリールスルホニウムカチオンである請求項1〜3のいずれか記載の塩。 The salt according to any one of claims 1 to 3, wherein Z + is a triarylsulfonium cation. 請求項1〜4のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。   The acid generator containing the salt in any one of Claims 1-4. 請求項5記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。   A resin comprising the acid generator according to claim 5 and a resin, wherein the resin has an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and is soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. A resist composition. さらに塩基性化合物を含有する請求項6記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 6, further comprising a basic compound. (1)請求項6又は7記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition of Claim 6 or 7 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) a step of developing the heated composition layer using a developing device;
A method for producing a resist pattern including:
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