JP2011164600A - Resist composition and method for producing resist pattern - Google Patents

Resist composition and method for producing resist pattern Download PDF

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裕介 藤
Koji Ichikawa
幸司 市川
Masako Sugihara
昌子 杉原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition enabling an excellent line edge roughness to be performed. <P>SOLUTION: The resist composition contains a resin having a structural unit derived from a compound represented by formula (I), an acid generator represented by formula (B1) and a basic compound. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関し、より詳細には、半導体の微細加工に用いられるレジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。   The present invention relates to a resist composition and a method for manufacturing a resist pattern, and more particularly to a resist composition used for fine processing of a semiconductor and a method for manufacturing a resist pattern.

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、露光により酸を発生する塩及び樹脂を含有してなる。   A resist composition used for fine processing of a semiconductor using a lithography technique contains a salt that generates an acid upon exposure and a resin.

特許文献1には、下記の構造単位からなる樹脂と、酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートと、クエンチャーとして2,6−ジイソプロピルアニリンと、溶剤とからなるレジスト組成物が記載されている。

Figure 2011164600
Patent Document 1 describes a resist composition comprising a resin comprising the following structural units, triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate as an acid generator, 2,6-diisopropylaniline as a quencher, and a solvent. Yes.
Figure 2011164600

国際公開第2009/063829号International Publication No. 2009/063829

従来のレジスト組成物では、得られるパターンのラインエッジラフネスが必ずしも満足できない場合があった。   Conventional resist compositions may not always satisfy the line edge roughness of the resulting pattern.

本発明は、以下の発明[1]〜[7]を含む。
[1]式(I)で表される化合物に由来する構造単位を有する樹脂、式(B1)で表される酸発生剤及び塩基性化合物を含有するレジスト組成物。

Figure 2011164600
[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよいC1〜Cアルキル基を表す。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基又はC1〜C脂肪族炭化水素基を表す。
nは、1〜6の整数を表す。]

Figure 2011164600
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1〜C6ペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、単結合又は2価のC1〜C17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいC1〜C18脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいC3〜C18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に含まれる−CH−は、−O−、−SO−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。] The present invention includes the following inventions [1] to [7].
[1] A resist composition comprising a resin having a structural unit derived from a compound represented by formula (I), an acid generator represented by formula (B1), and a basic compound.
Figure 2011164600
[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxy group or a C 1 to C 6 aliphatic hydrocarbon group.
n represents an integer of 1 to 6. ]

Figure 2011164600
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1 to C 6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or a divalent C 1 to C 17 saturated hydrocarbon group, and —CH 2 — contained in the divalent saturated hydrocarbon group is replaced by —O— or —CO—. Also good.
Y represents a C 1 to C 18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent or a C 3 to C 18 saturated cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, and the aliphatic hydrocarbon —CH 2 — contained in the group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced by —O—, —SO 2 — or —CO—.
Z + represents an organic cation. ]

[2]R及びRが、水素原子である[1]のレジスト組成物。
[3]R及びRの少なくとも一方が、ヒドロキシ基である[1]のレジスト組成物。
[4]樹脂が、さらに、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解しえる樹脂である[1]〜[3]のいずれか記載のレジスト組成物。
[5]Lb1が、*−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である[1]〜[4]のいずれか記載のレジスト組成物。
[6]Zが、アリールスルホニウムカチオンである[1]〜[5]のいずれか記載のレジスト組成物。
[2] The resist composition according to [1], wherein R 2 and R 3 are hydrogen atoms.
[3] The resist composition according to [1], wherein at least one of R 2 and R 3 is a hydroxy group.
[4] The resin further has a structural unit derived from a monomer having an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and the resin that has reacted with an acid can be dissolved in the alkaline aqueous solution. The resist composition according to any one of [1] to [3], which is a resin.
[5] The resist according to any one of [1] to [4], wherein L b1 is * —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —). Composition.
[6] The resist composition according to any one of [1] to [5], wherein Z + is an arylsulfonium cation.

[7](1)上記[1]〜[6]のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
[7] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [1] to [6] on a substrate,
(2) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern, comprising a step of developing the heated composition layer using a developing device.

本発明によれば、優れたラインエッジラフネスを有するパターンを得ることができる。   According to the present invention, a pattern having excellent line edge roughness can be obtained.

本発明のレジスト組成物は、樹脂、酸発生剤及び塩基性化合物を含有してなる。
樹脂は、少なくとも、式(I)で表される化合物に由来する構造単位を有するものが適している。

Figure 2011164600

[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよいC1〜Cアルキル基を表す。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基又はC1〜C脂肪族炭化水素基を表す。
nは、1〜6の整数を表す。] The resist composition of the present invention comprises a resin, an acid generator and a basic compound.
A resin having at least a structural unit derived from the compound represented by the formula (I) is suitable.

Figure 2011164600

[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxy group or a C 1 to C 6 aliphatic hydrocarbon group.
n represents an integer of 1 to 6. ]

本明細書では、特に断りのない限り、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても、炭素数を適宜選択しながら、後述する具体的な各置換基を適用することができる。
直鎖状、分岐状又は環状いずれかをとることができるものは、特記ない限り、そのいずれをも含み、また、同一の基において、直鎖状、分岐状又は環状の部分構造が混在していてもよい。立体異性体が存在する場合は、それらの立体異性体の全てを包含する。さらに、各置換基は、結合部位によって一価又は二価の置換基となり得る。
また、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
In the present specification, unless otherwise specified, specific substituents to be described later can be applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms.
Those which can take any of linear, branched or cyclic are included unless otherwise specified, and in the same group, linear, branched or cyclic partial structures are mixed. May be. When stereoisomers exist, all of those stereoisomers are included. Furthermore, each substituent can be a monovalent or divalent substituent depending on the binding site.
Further, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having a structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- ". Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

本明細書においては、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、1−メチルエチル基(イソプロピル基)、n−ブチル基、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、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、n−ペンチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、n−ヘキシル基、1−プロピルブチル基、ペンチル基、1−メチルペンチル基、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、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などが挙げられる。
ハロゲン原子を有してもよいアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチル基、ペルヨードメチル基などが挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
In the present specification, examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, 1-methylethyl group (isopropyl group), n-butyl group, 1,1-dimethylethyl group (tert-butyl group), and 2,2-dimethyl group. Ethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl Group, 3-methylbutyl group, n-hexyl group, 1-propylbutyl group, pentyl group, 1-methylpentyl group, 1,4-dimethylhexyl group, heptyl group, 1-methylheptyl group, octyl group, nonyl group, A decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, etc. are mentioned.
Examples of the alkyl group that may have a halogen atom include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, and a perfluoropentyl group. Perfluorohexyl group, perchloromethyl group, perbromomethyl group, periodomethyl group and the like.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched alkyl group.

式(I)で表される化合物においては、Rは水素原子又はメチル基が好ましい。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はヒドロキシ基であることが好ましく、双方とも水素原子又は少なくとも一方がヒドロキシ基であることがより好ましい。R及びRの一方がヒドロキシ基である場合、他方は、水素原子又はヒドロキシ基であることが好ましい。
nは1〜4が好ましく、1〜3がより好ましい。
式(I)で表される化合物は、例えば、以下で表される化合物が挙げられる。
In the compound represented by the formula (I), R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R 2 and R 3 are each independently preferably a hydrogen atom or a hydroxy group, more preferably both are a hydrogen atom or at least one is a hydroxy group. When one of R 2 and R 3 is a hydroxy group, the other is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
n is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
As for the compound represented by Formula (I), the compound represented by the following is mentioned, for example.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

上述した式(I)で表される化合物は、当該分野で公知の方法によって製造することができる。
例えば、式(aa−a)で表される化合物とマグネシウムとを溶剤中で反応させることにより、式(aa−b)で表される化合物を形成し、得られた式(aa−b)で表される化合物を、式(aa−c)で表される化合物に滴下することにより、式(I)で表される化合物を得ることができる。ここで、溶剤としては、テトラヒドロフランが好ましい。
The compound represented by the formula (I) described above can be produced by a method known in the art.
For example, a compound represented by the formula (aa-b) is formed by reacting a compound represented by the formula (aa-a) with magnesium in a solvent, and the obtained formula (aa-b) The compound represented by the formula (I) can be obtained by dropping the compound represented by the formula (aa-c). Here, the solvent is preferably tetrahydrofuran.


Figure 2011164600

[式中、R〜R及びnは、上記と同じ意味を表す。]
Figure 2011164600

[Wherein R 1 to R 3 and n represent the same meaning as described above. ]

式(aa−a)で表される化合物としては、モノブロモメチルメタクリレート、2−ブロモエチルメタクリレート等が挙げられる。
式(aa−c)で表される化合物としては、2−アダマンタノン、5−ヒドロキシ−2−アダマンタノン等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (aa-a) include monobromomethyl methacrylate and 2-bromoethyl methacrylate.
Examples of the compound represented by the formula (aa-c) include 2-adamantanone and 5-hydroxy-2-adamantanone.

樹脂は、式(I)で表される化合物に由来する構造単位に加えて、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位を含有していることが好ましい。つまり、これら構造単位を含むポリマー/オリゴマー混合物又は共重合体のいずれでもよい。このような樹脂は、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸との作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂となる。
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することができ、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。
The resin preferably contains a structural unit derived from a monomer having an acid labile group, in addition to the structural unit derived from the compound represented by the formula (I). That is, any of a polymer / oligomer mixture or a copolymer containing these structural units may be used. Such a resin is a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid.
A resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid is produced by polymerizing a monomer having an acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as “monomer having an acid-labile group (a1)”). It becomes soluble in alkali 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 term “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, An 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 2011164600

式(1)中、
a1〜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(以下同じ)。
Figure 2011164600

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. * Represents a bond (same below).

飽和環状炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、例えば、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、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基)などの単環式の飽和環状炭化水素基;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、メチルノルボルニル基)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、シクロヘキサン環)又は多環(例えば、デカヒドロナフタレン環)とが縮合した基又は橋かけ環同士が縮合した基;これらが組み合わせられた基(メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基)等が挙げられる。

Figure 2011164600

式(1)では、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C20であり、より好ましくはC〜C12である。 The saturated cyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic, for example, a cycloalkyl group (for example, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a cycloheptyl group, Monocyclic saturated cyclic hydrocarbon groups such as cyclooctyl groups; groups obtained by hydrogenating condensed aromatic hydrocarbon groups (for example, hydronaphthyl groups), bridged cyclic hydrocarbon groups (for example, adamantyl groups, norbornyl) Group, methyl norbornyl group) and the like. Further, a group in which a bridged ring (for example, norbornane ring) and a single ring (for example, cycloheptane ring, cyclohexane ring) or a polycyclic (for example, decahydronaphthalene ring) or bridged rings are condensed as shown below. Groups; groups in which these are combined (methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, methylnorbornyl group) and the like.

Figure 2011164600

In the formula (1), the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably C 3 to C 20 , more preferably C 3 to C 12 .

a1及びRa2が互いに結合して形成する環としては、飽和環状炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。このような環は、好ましくはC〜C20であり、より好ましくはC〜C12である。 Examples of the ring formed by combining R a1 and R a2 with each other include a saturated cyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Such rings are preferably C 3 -C 20, more preferably C 3 -C 12.

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 the formula (1), 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。   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

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〜C20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。 Among the (meth) acrylic monomers having the acid-labile group (1), those having a C 5 to C 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.

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 2011164600
式(a1−1)及び式(a1−2)中、
a1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。
a4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a6及びRa7は、それぞれ独立に、C1〜C8脂肪族炭化水素基又はC3〜C10飽和環状炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
Figure 2011164600
In formula (a1-1) and formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent —O— or —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, and k1 represents an integer of 1 to 7. 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 to C 8 aliphatic hydrocarbon group or a C 3 to C 10 saturated cyclic hydrocarbon group.
m1 represents the integer of 0-14.
n1 represents an integer of 0 to 10.

式(a1−1)及び式(a1−2)においては、La1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。
a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a6及びRa7の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC以下である。飽和環状炭化水素基は、好ましくはC以下、より好ましくはC以下である。
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、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。
In the formula (a1-1) and the formula (a1-2), L a1 and L a2 are preferably, -O- or -O- (CH 2) f1 -CO- O- and is (wherein f1 is 1 to 4), and more preferably -O-.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
The aliphatic hydrocarbon group for R a6 and R a7 is preferably C 6 or less. Saturated cyclic hydrocarbon group is preferably C 8 or less, more preferably C 6 or less.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is 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る。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。   As a monomer (a1-1) which has an adamantyl group, the following are mentioned, for example. Among them, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate and 2-isopropyl-2-adamantyl (meth) acrylate are preferable, and those in the form of methacrylate are more preferable.


Figure 2011164600

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Figure 2011164600

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る。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。   As a monomer (a1-2) which has a cyclohexyl group, the following are mentioned, for example. Among these, 1-ethyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate is preferable, and 1-ethyl-1-cyclohexyl methacrylate is more preferable.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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 2011164600

式(a1−3)中、
a9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〜C3脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基又は基−COORa13を表す。Ra13は、C1〜C8脂肪族炭化水素基又はC3〜C8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。
a10〜Ra12は、それぞれ独立に、C1〜C12脂肪族炭化水素基又はC3〜C12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。
Figure 2011164600

In formula (a1-3),
R a9 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 3 aliphatic hydrocarbon group, a carboxy group, a cyano group or a group —COOR a13 which may have a substituent (for example, a hydroxy group). R a13 represents a C 1 to C 8 aliphatic hydrocarbon group or a C 3 to C 8 saturated cyclic hydrocarbon group, and a hydrogen atom of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group is substituted with a hydroxy group. And —CH 2 — in the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced by —O— or —CO—.
R a10 to R a12 each independently represent a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group or a C 3 to C 12 saturated cyclic hydrocarbon group, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring. The aliphatic hydrocarbon group and the hydrogen atom of the saturated cyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and —CH of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group 2- 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。
a13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。
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。
a10、Ra11及びこれらが結合する炭素が形成する環としては、例えば、飽和環状炭化水素基が挙げられ、具体的には、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 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.
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 ring formed by R a10 , R a11 and the carbon to which they are bonded include saturated cyclic hydrocarbon groups, and specific examples 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 2011164600
式(a1−4)中、
10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〜C6アルキル基を表す。
11は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1〜C6アルキル基、C1〜C6アルコキシ基、C2〜C4アシル基、C2〜C4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。
laは0〜4の整数を表す。laが2以上の整数である場合、複数のR11は同一であっても異なってもよい。
12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又はC1〜C12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2価のC1〜C17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〜C6アルキル基を表す。
a3は、C1〜C12脂肪族炭化水素基、C3〜C18飽和環状炭化水素基又はC6〜C18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 2011164600
In formula (a1-4),
R 10 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 11 is independently a halogen atom, a hydroxy group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 2 -C 4 acyl group, a C 2 -C 4 acyloxy group, an acryloyl group or a methacryloyl group. Represents a group.
la represents an integer of 0 to 4. When la is an integer of 2 or more, the plurality of R 11 may be the same or different.
R 12 and R 13 each independently represents a hydrogen atom or a C 1 to C 12 hydrocarbon group.
X a2 represents a divalent C 1 to C 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) - it may be replaced by. R c represents a hydrogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group.
Y a3 is a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group, a C 3 to C 18 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group and saturated cyclic hydrocarbon The group and the aromatic hydrocarbon group may have a substituent. ]

ハロゲン原子を有してもよいアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチル基、ペルヨードメチ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る。
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。
アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ等が挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
飽和炭化水素基としては、脂肪族炭化水素、飽和環状炭化水素等が挙げられる。
Examples of the alkyl group that may have a halogen atom include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, and a perfluoropentyl group. Perfluorohexyl group, perchloromethyl group, perbromomethyl group, periodomethyl group and the like.
Examples of the 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. .
Examples of the acyl group include acetyl, propionyl, butyryl and the like.
Examples of the acyloxy group include acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy and the like.
Examples of the hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group, a saturated cyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
As aromatic hydrocarbon group, phenyl group, naphthyl group, anthranyl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, mesityl group, biphenyl Groups, anthryl groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the saturated hydrocarbon group include aliphatic hydrocarbons and saturated cyclic hydrocarbons.

式(a1−4)では、R10及びR11のアルキル基としては、C1〜C4が好ましく、C1〜C2がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
11のアルコキシ基としては、C1〜C2がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
12及びR13の炭化水素基としては、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好ましい。
a2及びYa3の基に置換されていてもよい基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1〜C6アルキル基、C1〜C6アルコキシ基、C2〜C4アシル基、C2〜C4アシルオキシ基等が挙げられる。なかでも、好ましくはヒドロキシ基である。
In formula (a1-4), the alkyl groups of R 10 and R 11 are preferably C 1 to C 4 , more preferably C 1 to C 2 , and particularly preferably a methyl group.
As the alkoxy group for R 11 , C 1 to C 2 are more preferable, and a methoxy group is particularly preferable.
Examples of the hydrocarbon group for R 12 and R 13 include isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, adamantyl group, A 2-alkyl-2-adamantyl group, a 1- (1-adamantyl) -1-alkyl group, an isobornyl group, and the like are preferable.
Examples of the group that may be substituted with the groups X a2 and Y a3 include a halogen atom, a hydroxy group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 2 -C 4 acyl group, and a C 2 -C 4 acyloxy group, and the like. Of these, a hydroxy group is preferable.

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。

Figure 2011164600
As a monomer (a1-4), the following monomers are mentioned, for example.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

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Figure 2011164600

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Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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%.

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(a1−5)で表されるモノマーが挙げられる。   Examples of the monomer having an acid labile group (1) and a carbon-carbon double bond include monomers represented by the formula (a1-5).

式(a1−5)で表され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。

Figure 2011164600
式(a1−5)中、
31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〜Cアルキル基を表す。
〜Lは、オキシ基、チオキシ基又は−O−(CH2k1−CO−O−で表される基を表す。ここで、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
は、単結合又はC1〜Cアルキレン基であり、該アルキレン基中に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
s1及びs2は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。 Examples of the monomer represented by the formula (a1-5) include the following monomers.
Figure 2011164600
In formula (a1-5),
R 31 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group which may have a halogen atom.
L 1 to L 3 represent a group represented by an oxy group, a thioxy group, or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—. Here, k1 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 is a single bond or a C 1 -C 6 alkylene group, and —CH 2 — contained in the alkylene group may be replaced by —O— or —CO—.
s1 and s2 each independently represents an integer of 0 to 4.

式(a1−5)においては、R31は、好ましくは、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基であり、より好ましくは水素原子及びメチル基である。
は、酸素原子が好ましい。
及びLは、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であることが好ましい。
s1は、1が好ましい。
s2は、0〜2が好ましい。
は、単結合又は−CH−CO−O−が好ましく、単結合であることがより好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group and a trifluoromethyl group, more preferably a hydrogen atom and a methyl group.
L 1 is preferably an oxygen atom.
One of L 2 and L 3 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
As for s2, 0-2 are preferable.
Z 1 is preferably a single bond or —CH 2 —CO—O—, and more preferably a single bond.

式(a1−5)で表されるモノマーの具体例としては、以下の化合物が挙げられる。

Figure 2011164600
Specific examples of the monomer represented by the formula (a1-5) include the following compounds.
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

樹脂における式(a1−5)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(A)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 (a1-5) in the resin is usually 5 to 90 mol%, preferably 10 to 85 mol% in all units of the resin (A). More preferably, it is 15-80 mol%.

さらに、酸不安定基(1)と炭素−炭素二重結合とを分子内に有する他の構造単位を誘導するモノマーを用いてもよい。
このようなモノマーとしては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。

Figure 2011164600
Furthermore, a monomer that derives another structural unit having an acid labile group (1) and a carbon-carbon double bond in the molecule may be used.
Examples of such a monomer include the following monomers.
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

樹脂において、その他の酸不安定モノマーに由来する構造単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A)の全単位において、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。   When the resin has structural units derived from other acid labile monomers, the content thereof is 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, based on all units of the resin (A). More preferably, it is 20-85 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 converted to 15 mol per 100 mol% of the monomer (a1) having an acid labile group. It is preferable to set it as mol% or more. When the ratio of the monomer having an adamantyl group increases, 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 having a hydroxy group (a2). 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。

Figure 2011164600
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〜C6アルキル基を表す。
は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1〜C6アルキル基、C1〜C6アルコキシ基、C2〜C4アシル基、C2〜C4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は同一であっても異なってもよい。 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 2011164600
In formula (a2-0),
R 8 represents a C 1 -C 6 alkyl group which may have a hydrogen atom, a halogen atom or a halogen atom.
R 9 represents a halogen atom, a hydroxy group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 2 -C 4 acyl group, a C 2 -C 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 or different.

におけるアルキル基としては、C1〜C4アルキル基が好ましく、C1〜C2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
アルコキシ基としては、C1〜C4アルコキシ基が好ましく、C1〜C2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。
maは0〜2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
The alkyl group in R 8, preferably C 1 -C 4 alkyl group, C 1 -C more preferably 2 alkyl group, a methyl group is particularly preferred.
The alkoxy group is preferably a C 1 -C 4 alkoxy group, more preferably C 1 -C 2 alkoxy group, a methoxy group is particularly preferred.
ma is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

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。

Figure 2011164600
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 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
式(a2−1)中、
a3は、−O−又は−O−(CH2k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7の整数を表す。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15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。 Examples of the acid stable monomer having a hydroxyadamantyl group include a monomer represented by the formula (a2-1).
Figure 2011164600
In formula (a2-1),
L a3 represents —O— or —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—,
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.

式(a2−1)では、La3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。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16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。
In the formula (a2-1), L a3 is preferably, -O -, - O- (CH 2) f1 -CO-O- and is (wherein f1 is an integer from 1 to 4), more preferably Is —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る。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。   As an acid stable monomer (a2-1) which has a hydroxyadamantyl group, the following are mentioned, for example. Among them, 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, and 1- (3,5-dihydroxy-1-adamantyloxycarbonyl) methyl (meth) acrylate are Preferably, 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate and 3,5-dihydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate are more preferable, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and 3,5-dihydroxy-1-adamantyl methacrylate Is more preferable.


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

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又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, for example, a monocyclic ring such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, or a monocyclic lactone ring and another ring. 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 2011164600
式(a3−1)〜式(a3−3)中、
a4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k3−CO−O−を表す。
k3は1〜7の整数を表す。
a18〜Ra20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a21は、C1〜C4脂肪族炭化水素基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又はC1〜C4脂肪族炭化水素基を表す。
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。
Figure 2011164600
In formula (a3-1) to formula (a3-3),
L a4 to L a6 each independently represent —O— or —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—.
k3 represents an integer of 1 to 7.
R a18 to R a20 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a21 represents a C 1 to C 4 aliphatic hydrocarbon group.
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 -C 4 aliphatic hydrocarbon group.
q1 and r1 each independently represents 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.

式(a3−1)〜式(a3−3)では、La4〜La6としては、La3で説明したものが挙げられる。
a4〜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。
a18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
a22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。
In the formula (a3-1) to the formula (a3-3), 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 a21 are preferably methyl groups.
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。

Figure 2011164600
Examples of the acid stable monomer (a3-1) having a γ-butyrolactone ring include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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 2011164600

式(a4−3)中、
a25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〜C3脂肪族炭化水素基、シアノ基、カルボキシ基又は基−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、
a27は、C1〜C36脂肪族炭化水素基又はC3〜C36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)。
Figure 2011164600

In formula (a4-3),
R a25 and R a26 each independently represent a hydrogen atom, a C 1 -C 3 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent (for example, a hydroxy group), a cyano group, a carboxy group or a group —COOR a27. R a25 and R a26 are bonded to each other to form —CO—O—CO—,
R a27 represents a C 1 to C 36 aliphatic hydrocarbon group or a C 3 to C 36 saturated cyclic hydrocarbon group, and —CH 2 — of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group is —O— or It may be replaced by -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。
a27の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC〜C、より好ましくはC〜Cである。飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C36、より好ましくはC〜C12である。
a27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 aliphatic hydrocarbon group for R a27 is preferably C 1 to C 8 , more preferably C 1 to C 6 . The saturated cyclic hydrocarbon group is preferably C 4 to C 36 , more preferably C 4 to C 12 .
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, 5- Examples include norbornene-2-carboxylic acid 2-hydroxy-1-ethyl, 5-norbornene-2-methanol, and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride.

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。
重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものであり、該分析の詳細な分析条件は、本願の実施例で詳述する。
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、後述する溶剤(E)を除いたレジスト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することができる。
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).
A weight average molecular weight is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis, and the detailed analysis conditions of this analysis are explained in full detail in the Example of this application.
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 resist composition components excluding the solvent (E) described later. The solid content in the composition and the content of the resin (A) relative thereto can be measured by a known analysis means such as liquid chromatography or gas chromatography.

〈酸発生剤(以下「酸発生剤(B)」という場合がある)〉
酸発生剤(B)は、式(B1)で表されるスルホン酸塩である。

Figure 2011164600

[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1〜C6ペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、単結合又は2価のC1〜C17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいC1〜C18脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいC3〜C18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に含まれる−CH−は、−O−、−SO−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。] <Acid generator (hereinafter sometimes referred to as "acid generator (B)")>
The acid generator (B) is a sulfonate represented by the formula (B1).

Figure 2011164600

[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1 to C 6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or a divalent C 1 to C 17 saturated hydrocarbon group, and —CH 2 — contained in the divalent saturated hydrocarbon group is replaced by —O— or —CO—. Also good.
Y represents a C 1 to C 18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent or a C 3 to C 18 saturated cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, and the aliphatic hydrocarbon —CH 2 — contained in the group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced by —O—, —SO 2 — or —CO—.
Z + represents an organic cation. ]

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。   Examples of the perfluoroalkyl group 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, and a perfluorohexyl group. It is done.

式(B1)では、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 formula (B1), Q 1 and Q 2 are each independently preferably a perfluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.

2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、単環式又は多環式の飽和環状炭化水素基が挙げられ、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。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−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、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の直鎖状アルキレン基;
直鎖状アルキレンに、アルキル基(特に、C1〜C4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)の側鎖を有したもの、例えば、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等の分岐状アルキレン;
1,3−シクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロアルキレン基である単環式の飽和環状炭化水素基;
1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等の多環式の飽和環状炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group include a linear alkylene group, a branched alkylene group, a monocyclic or polycyclic saturated cyclic hydrocarbon group, and a combination of two or more of these groups But you can.
Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, 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, Linear alkylene groups such as 17-diyl group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, 2-propylidene group;
A straight-chain alkylene, an alkyl group (in particular, C 1 -C 4 alkyl group, e.g., methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec- butyl group, tert- butyl group, etc.) the side chain of For example, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene group Branched alkylene such as 2-methyl-1,4-butylene group;
Monocyclic saturated cyclic hydrocarbon groups which are cycloalkylene groups such as 1,3-cyclobutylene group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,5-cyclooctylene group;
Examples thereof include polycyclic saturated cyclic hydrocarbon groups such as 1,4-norbornylene group, 2,5-norbornylene group, 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group and the like.

b1の飽和炭化水素基に含まれる−CH−が−O−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、式(b1−1)〜式(b1−6)が挙げられる。Lb1は、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)が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−6)は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、左側でC(Q1)(Q2)−と結合し、右側で−Yと結合する。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。 Examples of the group in which —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group of L b1 is replaced by —O— or —CO— include formula (b1-1) to formula (b1-6). L b1 is preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-4), more preferably formula (b1-1) or formula (b1-2). Incidentally, the formula (b1-1) ~ formula (b1-6) are described together the left and right in the equation (B1), the left C (Q 1) (Q 2 ) - bound to, the right side Combines with -Y. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).


Figure 2011164600

式(b1−1)〜式(b1−6)中、
b2は、単結合又はC1〜C15飽和炭化水素基を表す。
b3は、単結合又はC1〜C12飽和炭化水素基を表す。
b4は、C1〜C13飽和炭化水素基を表す。但しLb3及びLb4の炭素数上限は13である。
b5は、C1〜C15飽和炭化水素基を表す。
b6及びLb7は、それぞれ独立に、C1〜C15飽和炭化水素基を表す。但しLb6及びLb7の炭素数上限は16である。
b8は、C1〜C14飽和炭化水素基を表す。
b9及びLb10は、それぞれ独立に、C1〜C11飽和炭化水素基を表す。但しLb9及びLb10の炭素数上限は12である。
Figure 2011164600

In formula (b1-1) to formula (b1-6),
L b2 represents a single bond or a C 1 to C 15 saturated hydrocarbon group.
L b3 represents a single bond or a C 1 to C 12 saturated hydrocarbon group.
L b4 represents a C 1 to C 13 saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a C 1 to C 15 saturated hydrocarbon group.
L b6 and L b7 each independently represent a C 1 to C 15 saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the carbon number of L b6 and L b7 is 16.
L b8 represents a C 1 to C 14 saturated hydrocarbon group.
L b9 and L b10 each independently represent a C 1 to C 11 saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the carbon number of L b9 and L b10 is 12.

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。
b1としては、特に、*−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)が好ましい。
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.
L b1 is particularly preferably * —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —).

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.

Figure 2011164600

b1の飽和炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、C6〜C18芳香族炭化水素基、C7〜C21アラルキル基、C2〜C4アシル基又はグリシジルオキシ基などが挙げられる。
アラルキル基としては、例えば、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、トリチル、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
The saturated hydrocarbon group for L b1 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group, a C 7 to C 21 aralkyl group, a C 2 to C 4 acyl group, and a glycidyloxy group. .
Examples of the aralkyl group include benzyl, phenethyl, phenylpropyl, trityl, naphthylmethyl group, naphthylethyl group, and the like.

Yの脂肪族炭化水素基としては、C1〜C6アルキル基が好ましい。
脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子(但しフッ素原子を除く)、ヒドロキシ基、オキソ基、C1〜C12脂肪族炭化水素基、ヒドロキシ基含有C1〜C12脂肪族炭化水素基、C3〜C16飽和環状炭化水素基、C1〜C12アルコキシ基、C6〜C18芳香族炭化水素基、C7〜C21アラルキル基、C2〜C4アシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2j2−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、C1〜C16脂肪族炭化水素基、C3〜C16飽和環状炭化水素基或いはC6〜C18芳香族炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。Yの置換基である脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基、芳香族炭化水素基及びアラルキル基等は、さらに置換基を有していてもよい。ここでの置換基は、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基等が挙げられる。
ヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
Yの脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基における−CH−が−O−、−SO−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、環状エーテル基(−CH−が−O−で置き換わった基)、オキソ基を有する飽和環状炭化水素基(−CH−が−CO−で置き換わった基)、スルトン環基(隣り合う2つの−CH−が、それぞれ、−O−又は−SO−で置き換わった基)又はラクトン環基(隣り合う2つの−CH−が、それぞれ、−O−又は−CO−で置き換わった基)等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group of Y, C 1 ~C 6 alkyl group is preferable.
Examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group and the saturated cyclic hydrocarbon group include a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxy group, an oxo group, a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group, and a hydroxy group-containing C. 1 -C 12 aliphatic hydrocarbon group, C 3 -C 16 saturated cyclic hydrocarbon group, C 1 -C 12 alkoxy groups, C 6 -C 18 aromatic hydrocarbon group, C 7 -C 21 aralkyl group, C 2 -C 4 acyl group, glycidyloxy group, or - (CH 2) j2 -O- CO-R b1 group (wherein, R b1 is, C 1 -C 16 aliphatic hydrocarbon group, C 3 -C 16 saturated cyclic Represents a hydrocarbon group or a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group, j2 represents an integer of 0 to 4, and the like. The aliphatic hydrocarbon group, saturated cyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, aralkyl group, and the like, which are substituents for Y, may further have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, and an oxo group.
Examples of the hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.
Examples of the group in which —CH 2 — in the aliphatic hydrocarbon group and saturated cyclic hydrocarbon group of Y is replaced by —O—, —SO 2 — or —CO— include, for example, a cyclic ether group (—CH 2 — is — O-, substituted groups), a saturated cyclic hydrocarbon group having an oxo group (-CH 2 - is replaced by -CO- groups), sultone Hajime Tamaki (adjacent two -CH 2 -, respectively, -O - or -SO 2 - in the replaced groups) or lactone Hajime Tamaki (two adjacent -CH 2 -, respectively, -O- or -CO- with replaced groups) and the like.

特に、Yの飽和環状炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y26)で表される基が挙げられる。

Figure 2011164600
In particular, examples of the saturated cyclic hydrocarbon group for Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y26).

Figure 2011164600

なかでも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)又は式(Y19)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)又は式(Y14)で表される基である。   Especially, it is preferably a group represented by any one of formulas (Y1) to (Y19), more preferably represented by formula (Y11), formula (Y14), formula (Y15) or formula (Y19). And more preferably a group represented by formula (Y11) or formula (Y14).

脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Examples of Y, which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an aliphatic hydrocarbon group, include the following.

Figure 2011164600

ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of Y that is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxy group or a hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

芳香族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of Y, which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an aromatic hydrocarbon group, include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

−(CH2j2−O−CO−Rb1基が置換された飽和環状炭化水素基であるYとしては、例えば以下のものが挙げられる。 Examples of Y that is a saturated cyclic hydrocarbon group in which the — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group is substituted include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

Yは、好ましくは置換基(例えば、オキソ基等)を有していてもよいアダマンチル基であり、より好ましくはアダマンチル基又はオキソアダマンチル基である。   Y is preferably an adamantyl group which may have a substituent (for example, an oxo group or the like), more preferably an adamantyl group or an oxoadamantyl group.

式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、例えば、置換基Lb1が式(b1−1)である以下の式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)で表されるアニオンが好ましい。以下の式においては、置換基の定義は上記と同じ意味であり、置換基Rb2及びRb3は、それぞれ独立にC1〜C4脂肪族炭化水素基(好ましくは、メチル基)を表す。 Examples of the sulfonate anion in the salt represented by the formula (B1) include, for example, the following formulas (b1-1-1) to (b1-1-1-) in which the substituent L b1 is the formula (b1-1). The anion represented by 9) is preferred. In the following formulae, the definition of the substituent has the same meaning as described above, and the substituents R b2 and R b3 each independently represent a C 1 to C 4 aliphatic hydrocarbon group (preferably a methyl group).


Figure 2011164600

Figure 2011164600

脂肪族炭化水素基又は無置換の飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオン又は脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Saturated cyclic substituted with a sulfonate anion or an aliphatic hydrocarbon group containing Y which is an aliphatic hydrocarbon group or an unsubstituted saturated cyclic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-1) Examples of the sulfonate anion containing Y which is a hydrocarbon group and the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

−(CH2j2−O−CO−Rb1基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
As the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group and a divalent group represented by the formula (b1-1), For example, the following are mentioned.

Figure 2011164600

ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxy group or a hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-1) include the following: Things.


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

芳香族炭化水素基又はアラルキル基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an aromatic hydrocarbon group or an aralkyl group and a divalent group represented by the formula (b1-1) include the following. It is done.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

環状エーテルであるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Examples of the sulfonate anion containing Y which is a cyclic ether and the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011164600

ラクトン環であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Examples of the sulfonate anion containing Y which is a lactone ring and the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

オキソ基を有する飽和環状炭化水素であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon having an oxo group and a divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

スルオン環であるYと式(b1−1)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Examples of the sulfonate anion containing Y which is a sulfone ring and a divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.

Figure 2011164600

脂肪族炭化水素基又は無置換の飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオン又は脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2011164600
Saturated cyclic substituted with a sulfonate anion or an aliphatic hydrocarbon group containing Y which is an aliphatic hydrocarbon group or an unsubstituted saturated cyclic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-2) Examples of the sulfonate anion containing Y which is a hydrocarbon group and the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

−(CH2j2−O−CO−Rb1基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。 As the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group and a divalent group represented by the formula (b1-2), For example, the following are mentioned.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxy group or a hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-2) include the following: Things.


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

芳香族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y, which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an aromatic hydrocarbon group, and a divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

環状エーテルであるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a cyclic ether and the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

ラクトン環であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a lactone ring and the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

オキソ基を有するYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y having an oxo group and the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

スルトン環であるYと式(b1−2)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a sultone ring and the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

脂肪族炭化水素基又は無置換のYと式(b1−3)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオン又は脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−3)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Y which is an aliphatic hydrocarbon group or a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a sulfonate anion or an aliphatic hydrocarbon group containing an unsubstituted Y and a divalent group represented by the formula (b1-3) Examples of the sulfonate anion containing the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

アルコキシ基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−3)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y, which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an alkoxy group, and a divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−3)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxy group or a hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-3) include the following: Things.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

オキソ基を有するYと式(b1−3)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y having an oxo group and the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−4)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y, which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an aliphatic hydrocarbon group, and a divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

アルコキシ基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−4)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with an alkoxy group and a divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基が置換された飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−4)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group substituted with a hydroxy group or a hydroxy group-containing aliphatic hydrocarbon group and a divalent group represented by the formula (b1-4) include the following: Things.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

オキソ基を有する飽和環状炭化水素基であるYと式(b1−4)で表される2価の基とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the sulfonate anion containing Y which is a saturated cyclic hydrocarbon group having an oxo group and a divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.


Figure 2011164600

Figure 2011164600

なかでも、式(b1−1)で表される2価の基を有する以下のスルホン酸アニオンがより好ましい。

Figure 2011164600
Among these, the following sulfonate anions having a divalent group represented by the formula (b1-1) are more preferable.

Figure 2011164600

酸発生剤(B)に含まれるカチオンは、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 the cation contained in the acid generator (B) include an onium cation such as a sulfonium cation, an iodonium cation, an ammonium cation, a benzothiazolium cation, and a phosphonium cation. Among these, a sulfonium cation and an iodonium cation are preferable, and an arylsulfonium cation is more preferable.

式(B1)中のZ+は、好ましくは式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される。 Z + in formula (B1) is preferably represented by any of formula (b2-1) to formula (b2-4).


Figure 2011164600

Figure 2011164600

式(b2−1)〜式(b2−4)において、
b4〜Rb6は、それぞれ独立に、C1〜C30脂肪族炭化水素基、C3〜C36飽和環状炭化水素基又はC6〜C18芳香族炭化水素基を表し、前記脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1〜C12アルコキシ基又はC6〜C18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〜C4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〜C36脂肪族炭化水素基、C3〜C36飽和環状炭化水素基又はC1〜C12アルコキシ基で置換されていてもよい。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 to R b6 each independently represent a C 1 to C 30 aliphatic hydrocarbon group, a C 3 to C 36 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group, hydrogen group, hydroxy group, may be substituted by C 1 -C 12 alkoxy or C 6 -C 18 aromatic hydrocarbon group, the saturated cyclic hydrocarbon group, a halogen atom, C 2 -C 4 acyl group or may be substituted by glycidyl group, the aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, hydroxy group, C 1 -C 36 aliphatic hydrocarbon group, C 3 -C 36 saturated cyclic hydrocarbon group or a C It may be substituted with a 1 to C 12 alkoxy group.

b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1〜C12脂肪族炭化水素基又はC1〜C12アルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group or a C 1 to C 12 alkoxy group.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.

b9及びRb10は、それぞれ独立に、C1〜C36脂肪族炭化水素基又はC3〜C36飽和環状炭化水素基を表す。
b11は、水素原子、C1〜C36脂肪族炭化水素基、C3〜C36飽和環状炭化水素基或いはC6〜C18芳香族炭化水素基を表す。
b9〜Rb11の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC〜C12であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C36、より好ましくはC〜C12である。
b12は、C1〜C12脂肪族炭化水素基、C3〜C18飽和環状炭化水素基或いはC6〜C18芳香族炭化水素基を表し、前記芳香族炭化水素基は、C1〜C12脂肪族炭化水素基、C1〜C12アルコキシ基、C3〜C18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。
b9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−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
R b9 and R b10 each independently represent a C 1 to C 36 aliphatic hydrocarbon group or a C 3 to C 36 saturated cyclic hydrocarbon group.
R b11 represents a hydrogen atom, a C 1 to C 36 aliphatic hydrocarbon group, a C 3 to C 36 saturated cyclic hydrocarbon group, or a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group for R b9 to R b11 is preferably C 1 to C 12 , and the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably C 3 to C 36 , more preferably C 4 to C 12 .
R b12 represents a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group, a C 3 to C 18 saturated cyclic hydrocarbon group or a C 6 to C 18 aromatic hydrocarbon group, and the aromatic hydrocarbon group is a C 1 to C 18 C 12 aliphatic hydrocarbon group, C 1 -C 12 alkoxy group, C 3 -C 18 saturated cyclic hydrocarbon group or alkylcarbonyloxy group may be substituted.
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), These rings —CH 2 — may be replaced by —O—, —S— or —CO—.

b13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1〜C12脂肪族炭化水素基又はC1〜C12アルコキシ基を表す。
b11は、−S−又は−O−を表す。
o2、p2、s2、及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
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。
R b13 to R b18 each independently represents a hydroxy group, a C 1 to C 12 aliphatic hydrocarbon group or a C 1 to C 12 alkoxy group.
L b11 represents -S- or -O-.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
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.

アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。   Examples of the alkylcarbonyloxy group include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group, Examples thereof include a pentylcarbonyloxy group, a hexylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group, and a 2-ethylhexylcarbonyloxy group.

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。
b9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。
b11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。
Preferred aliphatic hydrocarbon groups are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl and 2-ethylhexyl. It is.
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 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 2011164600
式(b2−1−1)中、
b19〜Rb21は、それぞれ独立に、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〜C36脂肪族炭化水素基、C3〜C36飽和環状炭化水素基又はC1〜C12アルコキシ基を表す。
脂肪族炭化水素基は、好ましくはC〜C12であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C36である。
前記脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1〜C12アルコキシ基又はC6〜C18芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。
前記飽和環状炭化水素基は、ハロゲン原子、C2〜C4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。
Figure 2011164600
In formula (b2-1-1),
R b19 to R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, a C 1 to C 36 aliphatic hydrocarbon group, a C 3 to C 36 saturated cyclic hydrocarbon group, or a C 1 to C 12 represents an alkoxy group.
The aliphatic hydrocarbon group is preferably C 1 to C 12 , and the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably C 4 to C 36 .
The aliphatic hydrocarbon group, hydroxy group, may be substituted by C 1 -C 12 alkoxy or C 6 -C 18 aromatic hydrocarbon group.
The saturated cyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a C 2 -C 4 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.

なかでも、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〜C12アルキル基、又はC1〜C12アルコキシ基である。 Among these, R b19 to R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, a C 1 to C 12 alkyl group, or a C 1 to C 12 alkoxy group.

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。

Figure 2011164600
Specific examples of the cation (b2-1-1) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Specific examples of the cation (b2-2) include the following.

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Specific examples of the cation (b2-3) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

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。

Figure 2011164600
Specific examples of the cation (b2-4) include the following.

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600


Figure 2011164600

Figure 2011164600

酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸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、アニオン(b1−1−1)〜アニオン(b1−1−9)のいずれかとカチオン(b2−1−1)との組合せ、並びにアニオン(b1−1−3)〜(b1−1−5)のいずれかとカチオン(b2−3)との組合せが好ましい。   The acid generator (B1) is a combination of the above-described sulfonate anion and organic cation. The above-mentioned anion and cation can be arbitrarily combined, but any one of anion (b1-1-1) to anion (b1-1-9) and a cation (b2-1-1), and an anion ( A combination of any one of b1-1-3) to (b1-1-5) and a cation (b2-3) is preferable.

好ましい酸発生剤(B1)は、式(B1−1)〜式(B1−17)で表されるものである。中でもトリフェニルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤(B1−1)、(B1−2)、(B1−6)、(B1−11)、(B1−12)、(B1−13)及び(B1−14)がより好ましい。   Preferred acid generators (B1) are those represented by formula (B1-1) to formula (B1-17). Among them, acid generators (B1-1), (B1-2), (B1-6), (B1-11), (B1-12), (B1-13) and (B1-14) containing a triphenylsulfonium cation ) Is more preferable.

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

Figure 2011164600
Figure 2011164600

酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは25質量部以下)である。   The content of the acid generator (B) is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 30 parts by mass or less (more preferably 25 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the resin (A). Part or less).

〈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)を含有していることが適している。
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 suitably 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、アミン及び塩基性のアンモニウム塩)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 a basic 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 2011164600

式中、
Arc1は、芳香族炭化水素基を表す。
c5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又はシクロアルキル基)、飽和環状炭化水素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〜C6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〜C4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は、好ましくはC〜C程度であり、前記飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C10程度であり、前記芳香族炭化水素基は、好ましくはC〜C10程度である。
c7は、脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキル基又はシクロアルキル基)、アルコキシ基、飽和環状炭化水素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、上記と同様の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。
c7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、上記と同じであり、Rc7のアルコキシ基は、好ましくはC〜C程度である。
Figure 2011164600

Where
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 or a cycloalkyl group), a saturated cyclic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group. However the aliphatic hydrocarbon group, a hydrogen atom of the saturated cyclic hydrocarbon group or the aromatic hydrocarbon group, hydroxy group, amino group, or a C 1 -C 6 alkoxy group may be substituted with the amino group may be substituted by C 1 -C 4 alkyl group.
The aliphatic hydrocarbon group is preferably about C 1 to C 6 , the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably about C 5 to C 10 , and the aromatic hydrocarbon group is preferably C 6 it is a ~C about 10.
R c7 represents an aliphatic hydrocarbon group (preferably an alkyl group or a cycloalkyl group), an alkoxy group, a saturated cyclic hydrocarbon 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 a substituent similar to the above.
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 above, an alkoxy group of R c7 is independently in, preferably about C 1 -C 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。
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.

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。

Figure 2011164600

式中、
c8は、上記Rc7で説明したいずれかの基を表す。
c9、Rc10、Rc11〜Rc14、Rc16〜Rc19及びRc22は、それぞれ独立に、Rc5及びRc6で説明したいずれかの基を表す。
c20、Rc21、Rc23〜Rc28は、それぞれ独立に、Rc7で説明したいずれかの基を表す。
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。
c15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す。
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。
c15の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC〜C程度であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC〜C程度であり、アルカノイル基は、好ましくはC〜C程度である。
c1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は、好ましくはC〜C程度である。
c3は、C1〜C4アルキル基を表す。 Examples of the basic compound (C) include compounds represented by the formulas (C3) to (C11).

Figure 2011164600

Where
R c8 represents any of the groups described for R c7 above.
R c9 , R c10 , R c11 to R c14 , R c16 to R c19 and R c22 each independently represent any of the groups described for R c5 and R c6 .
R c20 , R c21 , R c23 to R c28 each independently represents any of the groups described for R c7 .
o3 to u3 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.
R c15 represents an aliphatic hydrocarbon group, a saturated cyclic hydrocarbon group or an alkanoyl group.
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 aliphatic hydrocarbon group for R c15 is preferably about C 1 to C 6 , the saturated cyclic hydrocarbon group is preferably about C 3 to C 6 , and the alkanoyl group is preferably C 2 to C 6. Degree.
L c1 and L c2 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 is preferably about C 1 to C 6 .
R c3 represents a C 1 -C 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。
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 (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.
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などが挙げられる。   As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Examples include ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, and choline.

〈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)は、特に限定されず、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. The component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field such as a sensitizer, a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, a dye, 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)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含む。
<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) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) The process which develops the composition layer after a heating using a image development apparatus is included.

レジスト組成物の基体上への塗布は、スピンコーターなど、通常、用いられる装置によって行うことができる。   Application of the resist composition onto the substrate can be performed by a commonly used apparatus such as a spin coater.

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

得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。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. The exposure machine may be an immersion exposure machine. At this time, exposure is usually performed through a mask corresponding to a required pattern. The exposure light source emits ultraviolet laser light such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser, etc.) Various types of laser beam can be used, such as those that convert the wavelength of the laser beam from) to radiate a harmonic laser beam in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region.

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

〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、EB用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物、さらに液浸露光用のレジスト組成物として好適である。
<Application>
The resist composition of the present invention includes a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for EB or a resist composition for EUV exposure machines, and further for immersion exposure. It is suitable as a resist composition.

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)

重合体及び樹脂の各構造単位のモル比は、ろ過後に得られた重合体等のろ液の残存モノマー量をLC−IS法(島津株式会社製LC−2010A、株式会社YMC社製YMC−PAC C4カラム、溶媒:アセニト、水)により測定し、それぞれのモノマーについて、始めに添加したモノマー量から引き算した値をモル比率で計算することによって算出した。   The molar ratio of each structural unit of the polymer and the resin is determined by LC-IS method (LC-2010A manufactured by Shimadzu Corp., YMC-PAC manufactured by YMC Corp.). C4 column, solvent: acetonite, water), and each monomer was calculated by subtracting from the amount of monomer added first, by the molar ratio.

以下のモノマーを用いて樹脂を合成した。

Figure 2011164600
Resins were synthesized using the following monomers.
Figure 2011164600

〔樹脂A1の合成〕
モノマーA、モノマーB、モノマーC、モノマーEをモル比40:10:40:10で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマー量に対してそれぞれ1mol%、3mol%添加し、75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水の混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が6.9×10の共重合体を収率78%で得た。この共重合体は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A1とする。各構造単位のモル比は、A´:B´:C´:E´=31.9:11.8:45.7:10.6であった。

Figure 2011164600
[Synthesis of Resin A1]
Monomer A, monomer B, monomer C, and monomer E were charged at a molar ratio of 40: 10: 40: 10, and 1.5 weight times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of 6.9 × 10 3 in a yield of 78%. . This copolymer has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A1. The molar ratio of each structural unit was A ′: B ′: C ′: E ′ = 31.9: 11.8: 45.7: 10.6.
Figure 2011164600

〔樹脂A2の合成〕
モノマーD、モノマーB、モノマーC、モノマーEをモル比40:10:40:10で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマー量に対してそれぞれ1mol%、3mol%添加し、75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水の混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が7.1×10の共重合体を収率75%で得た。この共重合体は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A2とする。各構造単位のモル比は、D´:B´:C´:E´=29.8:12.2:46.5:11.5であった。

Figure 2011164600
[Synthesis of Resin A2]
Monomer D, monomer B, monomer C, and monomer E were charged at a molar ratio of 40: 10: 40: 10, and 1.5 times the total amount of dioxane was added to form a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of 7.1 × 10 3 in a yield of 75%. . This copolymer has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A2. The molar ratio of each structural unit was D ′: B ′: C ′: E ′ = 29.8: 12.2: 46.5: 11.5.
Figure 2011164600

〔樹脂A3の合成〕
モノマーF、モノマーC及びモノマーEを、モル比38:44:18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75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(5:1)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7.2×10である共重合体を収率72%で得た。この共重合体は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A3とする。各構造単位のモル比は、F´:C´:E´=37.7:44.4:17.9であった。
[Synthesis of Resin A3]
Monomer F, monomer C and monomer E were charged in a molar ratio of 38:44:18, and then 1.5 mass times dioxane was added to the total mass of all monomers. To the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators in proportions of 1 mol% and 3 mol%, respectively, with respect to the total number of moles of all monomers. This was heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution is purified by pouring it into a large amount of methanol / water mixed solvent (5: 1) and precipitating three times, and the weight average molecular weight is about 7.2 × 10 3. The coalescence was obtained in 72% yield. This copolymer has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A3. The molar ratio of each structural unit was F ′: C ′: E ′ = 37.7: 44.4: 17.9.

Figure 2011164600
Figure 2011164600

〔樹脂A4の合成〕
モノマーA、モノマーH、モノマーJ、モノマーC、モノマーI、モノマーEをモル比35:5:5:20:30:5で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマー量に対してそれぞれ1mol%、3mol%添加し、75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水の混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が7.1×10の共重合体を収率69%で得た。この共重合体は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A4とする。各構造単位のモル比は、A´:H´:J´:C´:I´:E´=27.9:5.4:5.1:22.5:34.0:5.1であった。

Figure 2011164600
[Synthesis of Resin A4]
Monomer A, Monomer H, Monomer J, Monomer C, Monomer I, and Monomer E are charged at a molar ratio of 35: 5: 5: 20: 30: 5, and 1.5 wt. did. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of 7.1 × 10 3 in a yield of 69%. . This copolymer has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A4. The molar ratio of each structural unit is A ′: H ′: J ′: C ′: I ′: E ′ = 27.9: 5.4: 5.1: 22.5: 34.0: 5.1. there were.

Figure 2011164600

〔樹脂A5の合成〕
モノマーD、モノマーK、モノマーB、モノマーC、モノマーI、モノマーGをモル比40:5:8:20:22:5で仕込み、全モノマー量の1.5重量倍のジオキサンを加えて溶液とした。そこに開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマー量に対してそれぞれ1mol%、3mol%添加し、75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水の混合溶媒に注いで沈殿させる操作を3回行って精製し、重量平均分子量が7.0×10の共重合体を収率62%で得た。この共重合体は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A5とする。各構造単位のモル比は、D´:K´:B´:C´:I´:G´=29.7:5.8:9.2:24.4:25.2:5.7であった。

Figure 2011164600
[Synthesis of Resin A5]
Monomer D, monomer K, monomer B, monomer C, monomer I, and monomer G are charged at a molar ratio of 40: 5: 8: 20: 22: 5, and 1.5 wt. did. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and heated at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the reaction solution was purified by pouring it into a mixed solvent of a large amount of methanol and water three times to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of 7.0 × 10 3 in a yield of 62%. . This copolymer has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A5. The molar ratio of each structural unit is D ′: K ′: B ′: C ′: I ′: G ′ = 29.7: 5.8: 9.2: 24.4: 25.2: 5.7. there were.
Figure 2011164600

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

Figure 2011164600
Figure 2011164600

<酸発生剤>
酸発生剤B1:

Figure 2011164600

酸発生剤B2:

Figure 2011164600

酸発生剤B3:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート <Acid generator>
Acid generator B1:

Figure 2011164600

Acid generator B2:

Figure 2011164600

Acid generator B3: triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate

<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

(レジストパターンの形成及び評価)
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。こ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て得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。
得られたウェハに、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偏光]を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。
露光後、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行った。
さらに、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
(Formation and evaluation of resist pattern)
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. On this organic antireflection film, the above resist composition was spin-coated so that the film thickness after drying was 85 nm.
The silicon wafer obtained by applying the resist composition was pre-baked (PB) for 60 seconds on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 1.
Using the ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light], the exposure amount is changed in stages on the obtained wafer. The andspace pattern was subjected to immersion exposure.
After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed on the hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 1 for 60 seconds.
Further, paddle development was performed for 60 seconds with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution.

各レジスト膜において、50nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量となる露光量を実効感度とした。   In each resist film, the exposure amount at which the 50 nm line and space pattern becomes an exposure amount of 1: 1 was defined as the effective sensitivity.

ラインエッジラフネス評価(LER):リソグラフィプロセス後のレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、レジストパターンの側壁の凹凸の触れ幅が5nm以下であるものを○、5nmを超えるものを×とした。
これらの結果を表2に示す。
Line edge roughness evaluation (LER): The surface of the resist pattern after the lithography process is observed with a scanning electron microscope, and the contact width of the unevenness on the side wall of the resist pattern is 5 nm or less. did.
These results are shown in Table 2.

Figure 2011164600
Figure 2011164600

本発明のレジスト組成物は、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。得られるパターンのラインエッジラフネス(LER)をより改善することができることから、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、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。   The resist composition of the present invention is particularly useful for a chemically amplified photoresist composition, and is used in a wide range of applications such as semiconductor microfabrication, production of circuit boards such as liquid crystal and thermal head, and other photofabrication processes. Can be suitably used. Since the line edge roughness (LER) of the resulting pattern can be further improved, it can be used as a chemically amplified photoresist composition suitable for excimer laser lithography such as ArF and KrF, ArF immersion exposure lithography, and EUV exposure lithography. it can. In addition to immersion exposure, it can also be used for dry exposure. Furthermore, it can be used for double imaging and is industrially useful.

Claims (7)

式(I)で表される化合物に由来する構造単位を有する樹脂、式(B1)で表される酸発生剤及び塩基性化合物を含有するレジスト組成物。
Figure 2011164600
[式(I)中、
は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよいC1〜Cアルキル基を表す。
及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基又はC1〜C脂肪族炭化水素基を表す。
nは、1〜6の整数を表す。]
Figure 2011164600
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1〜C6ペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、単結合又は2価のC1〜C17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいC1〜C18脂肪族炭化水素基又は置換基を有していてもよいC3〜C18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に含まれる−CH−は、−O−、−SO−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。]
A resist composition comprising a resin having a structural unit derived from a compound represented by formula (I), an acid generator represented by formula (B1), and a basic compound.
Figure 2011164600
[In the formula (I),
R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a C 1 -C 6 alkyl group which may have a halogen atom.
R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxy group or a C 1 to C 6 aliphatic hydrocarbon group.
n represents an integer of 1 to 6. ]
Figure 2011164600
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1 to C 6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or a divalent C 1 to C 17 saturated hydrocarbon group, and —CH 2 — contained in the divalent saturated hydrocarbon group is replaced by —O— or —CO—. Also good.
Y represents a C 1 to C 18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent or a C 3 to C 18 saturated cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, and the aliphatic hydrocarbon —CH 2 — contained in the group and the saturated cyclic hydrocarbon group may be replaced by —O—, —SO 2 — or —CO—.
Z + represents an organic cation. ]
及びRが、水素原子である請求項1記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1, wherein R 2 and R 3 are hydrogen atoms. 及びRの少なくとも一方が、ヒドロキシ基である請求項1記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1, wherein at least one of R 2 and R 3 is a hydroxy group. 樹脂が、さらに、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解しえる樹脂である請求項1〜3のいずれか記載のレジスト組成物。   The resin further has a structural unit derived from a monomer having an acid labile group, and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and the resin that has reacted with an acid is a resin that can be dissolved in an alkaline aqueous solution. The resist composition in any one of Claims 1-3. b1が、*−CO−O−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である請求項1〜4のいずれか記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1, wherein L b1 is * —CO—O— (* represents a bond with —C (Q 1 ) (Q 2 ) —). が、アリールスルホニウムカチオンである請求項1〜5のいずれか記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 5, wherein Z + is an arylsulfonium cation. (1)請求項1〜6のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition in any one of Claims 1-6 on a board | substrate,
(2) a step of removing the solvent from the composition after coating to form a composition layer;
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern, comprising a step of developing the heated composition layer using a developing device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012230174A (en) * 2011-04-25 2012-11-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method for forming resist pattern
JP2012230236A (en) * 2011-04-26 2012-11-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method for forming resist pattern

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