JP2012155314A - Resist composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new positive resist composition containing a resin having a specified structural unit.SOLUTION: The positive resist composition contains a resin having a structural unit expressed by formula (I) and an acid generator. In the formula, Rand Reach represent an aliphatic hydrocarbon group, or Rand Rare bonded with each other to form a ring together with a carbon atom to which they are bonded; Rrepresents an alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom; Trepresents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group or the like; and m represents an integer of 0 or 1.

Description

本発明は、ポジ型レジスト組成物に関する。さらに詳しくは特定の構造単位を有する樹脂を含有するポジ型レジスト組成物に関する。   The present invention relates to a positive resist composition. More specifically, the present invention relates to a positive resist composition containing a resin having a specific structural unit.

特許文献1には、下記に示す化合物及び該化合物を含有する紫外線硬化性組成物が記載されている。

Figure 2012155314
しかし、同文献には該化合物を重合させた樹脂を含有するポジ型レジスト組成物は記載されていない。 Patent Document 1 describes a compound shown below and an ultraviolet curable composition containing the compound.
Figure 2012155314
However, this document does not describe a positive resist composition containing a resin obtained by polymerizing the compound.

特開2004−59435号公報JP 2004-59435 A

本発明は、特定の構造単位を有する樹脂を含有する新規なポジ型レジスト組成物を提供する。   The present invention provides a novel positive resist composition containing a resin having a specific structural unit.

本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される構造単位を有する樹脂と、酸発生剤とを含有するポジ型レジスト組成物。

Figure 2012155314
[式(I)中、
及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、又はR及びRが互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数5〜20の環を形成する。
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基又は式(a−1)
Figure 2012155314
(式(a−1)中、
sは0又は1の整数を表す。
10及びX11は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
10、A11及びA12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基を表し、X10、X11、A10、A11及びA12の炭素数の合計は17以下である。)
で表される基を表す。
mは0又は1の整数を表す。]
〔2〕前記樹脂が、前記式(I)のR及びRが、互いに結合してシクロヘキサン環を形成する構造単位を有する前記〔1〕記載のポジ型レジスト組成物。
〔3〕前記樹脂が、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂である前記〔1〕又は〔2〕記載のポジ型レジスト組成物。
〔4〕さらに、塩基性化合物を含有する前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載のポジ型レジスト組成物。
〔5〕さらに、溶剤(D)を含む前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載のポジ型レジスト組成物。
〔6〕(1)前記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載のポジ型レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むパターン形成方法。 The present invention includes the following inventions.
[1] A positive resist composition containing a resin having a structural unit represented by formula (I) and an acid generator.
Figure 2012155314
[In the formula (I),
R 1 and R 2 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or R 1 and R 2 are bonded to each other, and together with the carbon atom to which they are bonded, 20 rings are formed.
R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
T 1 is a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or the formula (a-1)
Figure 2012155314
(In the formula (a-1),
s represents an integer of 0 or 1.
X 10 and X 11 each independently represent an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A 10 , A 11 and A 12 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, and the total number of carbon atoms of X 10 , X 11 , A 10 , A 11 and A 12 Is 17 or less. )
Represents a group represented by
m represents an integer of 0 or 1. ]
[2] The positive resist composition according to [1], wherein the resin has a structural unit in which R 1 and R 2 in the formula (I) are bonded to each other to form a cyclohexane ring.
[3] The positive resist composition according to [1] or [2], wherein the 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.
[4] The positive resist composition as described in any one of [1] to [3], further containing a basic compound.
[5] The positive resist composition as described in any one of [1] to [4], further including a solvent (D).
[6] (1) A step of applying the positive resist composition according to any one of [1] to [5] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A pattern forming method including a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the heated composition layer using a developing device.

本発明によれば、新規なポジ型レジスト組成物を提供することができる。   According to the present invention, a novel positive resist composition can be provided.

<本レジスト組成物>
本レジスト組成物は、構造単位(I)を有する樹脂(A)を含有することを特徴する新規なポジ型レジスト組成物である。本レジスト組成物は、該樹脂(A)を含有することにより、優れたラインエッジラフネスを有するレジストパターンを製造できるという効果を発現する。
また、本レジスト組成物は、樹脂(A)に加えて、酸発生剤(B)を含有する。
さらに、本レジスト組成物は、溶剤(D)を含むことが好ましく、必要に応じて、当技術分野でクエンチャーと呼ばれる塩基性化合物(以下、場合により「塩基性化合物(C)」という。)などの添加剤を含有することがある。
<This resist composition>
This resist composition is a novel positive resist composition characterized by containing the resin (A) having the structural unit (I). By including the resin (A), the present resist composition exhibits an effect that a resist pattern having excellent line edge roughness can be produced.
In addition to the resin (A), the resist composition contains an acid generator (B).
Further, the resist composition preferably contains a solvent (D), and if necessary, a basic compound called a quencher in the art (hereinafter, sometimes referred to as “basic compound (C)”). And other additives.

本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、以下の置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。直鎖状、分岐状又は環状をとることができるものは、そのいずれをも含み、かつそれらが混在していてもよい。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。また、*は結合手を表す。以下の置換基の例示において、「C」に付して記載した数値は、各々の基の炭素数を示すものである。   In the present specification, unless otherwise specified, the following examples of substituents are applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms. Those which can be linear, branched or cyclic include any of them, and they may be mixed. When stereoisomers exist, all stereoisomers are included. * Represents a bond. In the following examples of substituents, the numerical value attached to “C” indicates the number of carbon atoms of each group.

本明細書において、「炭化水素基」とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。該脂肪族炭化水素基はさらに鎖式及び脂環式に分類される。本明細書でいう脂肪族炭化水素基とは、特に定義しない限り、鎖式及び脂環式の脂肪族炭化水素基が組み合わさった脂肪族炭化水素基を含む。   In the present specification, the “hydrocarbon group” includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group is further classified into a chain type and an alicyclic type. Unless otherwise defined, the term “aliphatic hydrocarbon group” in the present specification includes an aliphatic hydrocarbon group in which a chain and alicyclic aliphatic hydrocarbon group are combined.

鎖式の脂肪族炭化水素基(鎖式炭化水素基)のうち1価のものは、典型的にはアルキル基であり、該アルキル基としては、メチル基(C)、エチル基(C)、プロピル基(C)、ブチル基(C)、ペンチル基(C)、ヘキシル基(C)、ヘプチル基(C)、オクチル基(C)、デシル基(C10)、ドデシル基(C12)、ヘキサデシル基(C14)、ペンタデシル基(C15)、ヘキシルデシル基(C16)、ヘプタデシル基(C17)及びオクタデシル基(C18)などが挙げられ、これらは直鎖でも分岐していてもよい。この鎖式炭化水素基は特に限定しない限り、ここに例示したアルキル基の一部に炭素炭素二重結合を含んでいてもよいが、このような炭素炭素二重結合などを有さない、飽和の鎖式炭化水素基、特に飽和のアルキル基が好ましい。2価の鎖式炭化水素基は、ここに示したアルキル基から水素原子を1個取り去ったアルカンジイル基が該当する。 Of the chain aliphatic hydrocarbon groups (chain hydrocarbon groups), the monovalent one is typically an alkyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group (C 1 ), an ethyl group (C 2 ), Propyl group (C 3 ), butyl group (C 4 ), pentyl group (C 5 ), hexyl group (C 6 ), heptyl group (C 7 ), octyl group (C 8 ), decyl group (C 10 ) , Dodecyl group (C 12 ), hexadecyl group (C 14 ), pentadecyl group (C 15 ), hexyldecyl group (C 16 ), heptadecyl group (C 17 ), octadecyl group (C 18 ), etc. It may be linear or branched. Unless particularly limited, this chain hydrocarbon group may contain a carbon-carbon double bond in a part of the alkyl groups exemplified herein, but does not have such a carbon-carbon double bond, etc. Of these, a chain hydrocarbon group, particularly a saturated alkyl group, is preferred. The divalent chain hydrocarbon group corresponds to an alkanediyl group obtained by removing one hydrogen atom from the alkyl group shown here.

脂環式の脂肪族炭化水素基(以下、場合により「脂環式炭化水素基」という。)のうち1価のものは、典型的には、脂環式炭化水素から水素原子1個を取り去った基である。該脂環式炭化水素基には、炭素炭素不飽和結合1個程度を含む不飽和脂環式炭化水素基でもよく、このような炭素炭素不飽和結合を含まない飽和脂環式炭化水素基でもよいが、本明細書でいう脂環式炭化水素基は飽和であると好ましい。また、脂環式炭化水素基は単環式のものであっても、多環式のものであってもよい。ここでは、水素原子を取り去る前の脂環式炭化水素を例示することにより、脂環式炭化水素基を例示することにする。単環式の脂環式炭化水素は典型的にはシクロアルカンであり、その具体例を示すと、
式(KA−1)で表されるシクロプロパン(C)、式(KA−2)で表されるシクロブタン(C)、式(KA−3)で表されるシクロペンタン(C)、式(KA−4)で表されるシクロヘキサン(C)、式(KA−5)で表されるシクロヘプタン(C)、式(KA−6)で表されるシクロオクタン(C8)、及び、式(KA−7)で表されるシクロドデカン(C12)などが挙げられる。

Figure 2012155314
Monovalent alicyclic aliphatic hydrocarbon groups (hereinafter sometimes referred to as “alicyclic hydrocarbon groups”) typically remove one hydrogen atom from an alicyclic hydrocarbon. It is a group. The alicyclic hydrocarbon group may be an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing about one carbon-carbon unsaturated bond, or a saturated alicyclic hydrocarbon group containing no such carbon-carbon unsaturated bond. The alicyclic hydrocarbon group referred to in the present specification is preferably saturated. The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Here, an alicyclic hydrocarbon group will be illustrated by illustrating an alicyclic hydrocarbon before removing a hydrogen atom. Monocyclic alicyclic hydrocarbons are typically cycloalkanes, specific examples of which are:
Cyclopropane (C 3 ) represented by formula (KA-1), cyclobutane (C 4 ) represented by formula (KA-2), cyclopentane (C 5 ) represented by formula (KA-3), Cyclohexane (C 6 ) represented by formula (KA-4), cycloheptane (C 7 ) represented by formula (KA-5), cyclooctane (C 8 ) represented by formula (KA-6), And cyclododecane (C 12 ) represented by the formula (KA-7).
Figure 2012155314

多環式の脂環式炭化水素は例えば、
式(KA−8)で示されるビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン(以下「ノルボルナン」という場合がある。)(C)、
式(KA−9)で示されるアダマンタン(C10)、式(KA−10)で示される脂環式炭化水素(C10)、式(KA−11)で示される脂環式炭化水素(C14)、式(KA−12)で示される脂環式炭化水素(C17)、式(KA−13)で示される脂環式炭化水素(C10)、式(KA−14)で示される脂環式炭化水素(C11)、式(KA−15)で示される脂環式炭化水素(C15)、式(KA−16)で示される脂環式炭化水素(C12)、式(KA−17)で示される脂環式炭化水素(C14)、式(KA−18)で示される脂環式炭化水素(C15)、式(KA−19)で示される脂環式炭化水素(C17)、式(KA−20)で示される脂環式炭化水素(C9)、式(KA−21)で示される脂環式炭化水素(C8)及び、式(KA−22)で示される脂環式炭化水素(C10)などが挙げられる。

Figure 2012155314
なお、ここに示した脂環式炭化水素を「式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素」ということがある。
2価の脂環式炭化水素基とは、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基が該当する。 Examples of polycyclic alicyclic hydrocarbons include:
Bicyclo [2.2.1] heptane represented by formula (KA-8) (hereinafter sometimes referred to as “norbornane”) (C 7 ),
Adamantane (C 10 ) represented by formula (KA-9), alicyclic hydrocarbon (C 10 ) represented by formula (KA- 10 ), alicyclic hydrocarbon represented by formula (KA-11) (C 14 ), an alicyclic hydrocarbon (C 17 ) represented by the formula (KA-12), an alicyclic hydrocarbon (C 10 ) represented by the formula (KA-13), and a formula (KA-14). Alicyclic hydrocarbon (C 11 ), alicyclic hydrocarbon (C 15 ) represented by formula (KA- 15 ), alicyclic hydrocarbon (C 12 ) represented by formula (KA-16), formula ( alicyclic hydrocarbon represented by KA-17) (C 14) , alicyclic hydrocarbon (C 15 represented by the formula (KA-18)), an alicyclic hydrocarbon represented by formula (KA-19) (C 17), alicyclic hydrocarbon represented by the formula (KA-20) (C 9 ), alicyclic hydrocarbons represented by the formula (KA-21) (C 8 ) and formula (KA And alicyclic hydrocarbons (C 10) represented by 22) and the like.
Figure 2012155314
In addition, the alicyclic hydrocarbon shown here may be called "the alicyclic hydrocarbon of a formula (KA-1)-a formula (KA-22)."
The divalent alicyclic hydrocarbon group corresponds to a group in which two hydrogen atoms are removed from the alicyclic hydrocarbon of the formula (KA-1) to the formula (KA-22).

本明細書において、芳香族炭化水素基は1価の芳香族炭化水素基であり、典型的にはアリール基である。具体的にいえば、フェニル基(C)、ナフチル基(C10)、アントリル基(C14)、ビフェニル基(C12)、フェナントリル基(C14)及びフルオレニル基(C13)などである。 In the present specification, the aromatic hydrocarbon group is a monovalent aromatic hydrocarbon group, typically an aryl group. Specific examples include a phenyl group (C 6 ), a naphthyl group (C 10 ), an anthryl group (C 14 ), a biphenyl group (C 12 ), a phenanthryl group (C 14 ), and a fluorenyl group (C 13 ). .

脂肪族炭化水素基は置換基を有することがある。該置換基の代表例としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。   The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Representative examples of the substituent include a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an aryloxy group.

ハロゲン原子は特に限定のない限り、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子である。
アルコキシ基としては、メトキシ基(C)、エトキシ基(C)、プロポキシ基(C)、ブトキシ基(C)、ペンチルオキシ基(C)、ヘキシルオキシ基(C)、ヘプチルオキシ基(C7)、オクチルオキシ基(C8)、デシルオキシ基(C10)及びドデシルオキシ基(C12)などが挙げられ、該アルコキシ基は直鎖でも分岐していてもよい。
アシル基としては、アセチル基(C)、プロピオニル基(C)、ブチリル基(C)、バレイル基(C)、ヘキサノイル基(C)、ヘプタノイル基(C7)、オクタノイル基(C8)、デカノイル基(C10)及びドデカノイル基(C12)などのアルキル基とカルボニル基とが結合したもの、ベンゾイル基(C7)などのようにアリール基とカルボニル基とが結合したものが挙げられる。該アシル基のうち、アルキル基とカルボニル基とが結合したものの該アルキル基は直鎖でも分岐でもよい。
アリール基の具体例は、上述の芳香族炭化水素基のアリール基として例示したものと同じであり、アリールオキシ基の具体例は、当該アリール基と酸素原子とが結合したものである。
アラルキル基の具体例は、ベンジル基(C7)、フェネチル基(C8)、フェニルプロピル基(C9)、ナフチルメチル基(C11)及びナフチルエチル基(C12)などである。
The halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom unless otherwise specified.
Examples of alkoxy groups include methoxy group (C 1 ), ethoxy group (C 2 ), propoxy group (C 3 ), butoxy group (C 4 ), pentyloxy group (C 5 ), hexyloxy group (C 6 ), heptyl Examples thereof include an oxy group (C 7 ), an octyloxy group (C 8 ), a decyloxy group (C 10 ), and a dodecyloxy group (C 12 ). The alkoxy group may be linear or branched.
Examples of the acyl group include acetyl group (C 2 ), propionyl group (C 3 ), butyryl group (C 4 ), valeryl group (C 5 ), hexanoyl group (C 6 ), heptanoyl group (C 7 ), octanoyl group ( C 8), decanoyl group (C 10) and dodecanoyl groups (C 12) which is an alkyl group and a carbonyl group, such as bonded, which aryl group and a carbonyl group such as benzoyl group (C 7) is bonded Is mentioned. Among the acyl groups, an alkyl group and a carbonyl group bonded to each other may be linear or branched.
Specific examples of the aryl group are the same as those exemplified as the aryl group of the above-mentioned aromatic hydrocarbon group, and specific examples of the aryloxy group are those in which the aryl group and an oxygen atom are bonded.
Specific examples of the aralkyl group include a benzyl group (C 7 ), a phenethyl group (C 8 ), a phenylpropyl group (C 9 ), a naphthylmethyl group (C 11 ), and a naphthylethyl group (C 12 ).

芳香族炭化水素基も置換基を有することがある。このような置換基はそのつど定義するが、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。これらのうち、アルキル基は、鎖式脂肪族炭化水素基として例示したものと同じであり、芳香族炭化水素基に任意に有する置換基のうち、アルキル基以外のものは、脂肪族炭化水素基の置換基として例示したものと同じものを含む。   The aromatic hydrocarbon group may also have a substituent. Although such a substituent is defined each time, a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryloxy group can be mentioned. Among these, the alkyl group is the same as those exemplified as the chain aliphatic hydrocarbon group, and among the substituents optionally present in the aromatic hydrocarbon group, those other than the alkyl group are aliphatic hydrocarbon groups. The same thing as what was illustrated as a substituent of is included.

<樹脂(A)>
樹脂(A)は前記構造単位(I)を有する。かかる樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、優れたラインエッジラフネス(以下、場合により「LER」と略称する。)のレジストパターンを製造できるという効果を発現する。
<Resin (A)>
The resin (A) has the structural unit (I). The present resist composition containing such a resin (A) exhibits an effect that a resist pattern having excellent line edge roughness (hereinafter abbreviated as “LER” in some cases) can be produced.

及びRにおける脂肪族炭化水素基は典型的には、炭素数1〜6のアルキル基である。該アルキル基としては、炭素数が1〜6の範囲において、すでに例示したものを含む。
及びRが互いに結合し、これらが結合している炭素原子とともに環を形成している構造単位(I)も、当該構造単位(I)を有する樹脂を含有するレジスト組成物が、一層優れたLERのレジストパターンを製造できる点で好ましいものである。
及びRが互いに結合して形成される環としては、好ましくは上述した脂環式炭化水素基であり、より好ましくは飽和脂環式炭化水素基であり、中でも、シクロへプタン環、シクロへキサン環及びアダマンタン環などが好ましく、シクロヘキサン環がより好ましい。
The aliphatic hydrocarbon group for R 1 and R 2 is typically an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkyl group include those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms.
The structural unit (I) in which R 1 and R 2 are bonded to each other and forms a ring with the carbon atom to which they are bonded is also a resist composition containing a resin having the structural unit (I). This is preferable in that an excellent LER resist pattern can be produced.
The ring formed by combining R 1 and R 2 with each other is preferably the above-described alicyclic hydrocarbon group, more preferably a saturated alicyclic hydrocarbon group, among which a cycloheptane ring, A cyclohexane ring and an adamantane ring are preferable, and a cyclohexane ring is more preferable.

のハロゲン原子は、すでに例示したものを含む。「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」のうち、アルキル基はRなどで説明したとおりである。かかるアルキル基に含まれる水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものが、ハロゲン原子を有する炭素数1〜6のアルキル基に該当する。ハロゲン原子を有するアルキル基の中では、フッ素原子を有するアルキル基が好ましく、アルキル基に含まれる水素原子の全部がフッ素原子に置換されたペルフルオロアルキル基がさらに好ましい。このペルフルオロアルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基、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及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。 The halogen atom of R 3 includes those already exemplified. Of the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom”, the alkyl group is as described for R 1 and the like. A group in which some or all of the hydrogen atoms contained in the alkyl group are substituted with halogen atoms corresponds to a C 1-6 alkyl group having a halogen atom. Among the alkyl groups having a halogen atom, an alkyl group having a fluorine atom is preferable, and a perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms contained in the alkyl group are substituted with fluorine atoms is more preferable. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. Can be mentioned.

は、2価の炭素数1〜17の脂肪族飽和炭化水素基又は前記式(a−1)で表される基(以下、場合により「基(a−1)」という。)を表す。該脂肪族飽和炭化水素基は典型的にはアルカンジイル基又は脂環式炭化水素基、あるいはこれらの組み合わせである。該アルカンジイル基及び該脂環式炭化水素基は炭素数17以下の範囲において、すでに例示したものを含む。アルカンジイル基及び該脂環式炭化水素基の組み合わせである脂肪族炭化水素基は、炭素数17以下となるように、アルカンジイル基及び該脂環式炭化水素基のそれぞれを選択できる。 T 1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or a group represented by the formula (a-1) (hereinafter sometimes referred to as “group (a-1)”). . The aliphatic saturated hydrocarbon group is typically an alkanediyl group or an alicyclic hydrocarbon group, or a combination thereof. The alkanediyl group and the alicyclic hydrocarbon group include those already exemplified in the range of 17 or less carbon atoms. Each of the alkanediyl group and the alicyclic hydrocarbon group can be selected so that the aliphatic hydrocarbon group which is a combination of the alkanediyl group and the alicyclic hydrocarbon group has 17 or less carbon atoms.

基(a−1)は、X10及びX11のように、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基といった原子又は原子団を含む。ここで、基(a−1)について具体例を示す。 The group (a-1) includes an atom or an atomic group such as an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group, or an oxycarbonyl group, as in X 10 and X 11 . Here, a specific example is shown about group (a-1).

酸素原子を有する基(a−1)としては、

Figure 2012155314
などが挙げられる(*は結合手を表す)。 As the group (a-1) having an oxygen atom,
Figure 2012155314
(* Represents a bond).

カルボニル基を有する基(a−1)としては、

Figure 2012155314
などが挙げられる(*は結合手を表す)。 As the group (a-1) having a carbonyl group,
Figure 2012155314
(* Represents a bond).

カルボニルオキシ基を有する基(a−1)としては、

Figure 2012155314
などが挙げられる(*は結合手を表す)。 As the group (a-1) having a carbonyloxy group,
Figure 2012155314
(* Represents a bond).

オキシカルボニル基を有する基(a−1)としては、

Figure 2012155314
などが挙げられる(*は結合手を表す)。 As the group (a-1) having an oxycarbonyl group,
Figure 2012155314
(* Represents a bond).

以上、基(a−1)の具体例を示したが、構造単位(I)を誘導する化合物(該化合物の説明は後述する。)の製造上の容易さを考慮すると、カルボニル基を含む基(a−1)が好ましく、このカルボニル基を含む基(a−1)は以下の式(T1−A)で表される。なお、*は結合手である。

Figure 2012155314
[T11は、炭素数1〜16の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。]
11は、−CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH−、−(CH12−などである。 Specific examples of the group (a-1) have been described above. In view of the ease of production of the compound that derives the structural unit (I) (the description of the compound will be described later), a group containing a carbonyl group (A-1) is preferable, and the group (a-1) containing this carbonyl group is represented by the following formula (T1-A). Note that * is a bond.
Figure 2012155314
[T 11 represents a C 1-16 divalent aliphatic saturated hydrocarbon group. ]
T 11 is —CH 2 —, — (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 8 —, — (CH 2 ) 12 — and the like.

ここで、構造単位(I)の具体例を挙げる。

Figure 2012155314
以上の式(I−1)〜式(I−8)のいずれかで表される構造単位(I)の具体例において、以下に示す部分構造Aを、以下に示す部分構造Mに置き換えたものも構造単位(I)の具体例として挙げることができる。
Figure 2012155314
Here, specific examples of the structural unit (I) are given.
Figure 2012155314
In the specific example of the structural unit (I) represented by any of the above formulas (I-1) to (I-8), the partial structure A shown below is replaced with the partial structure M shown below. Can also be mentioned as specific examples of the structural unit (I).
Figure 2012155314

以上の構造単位(I)の具体例の中でも、式(I−1)、式(I−2)、式(I−5)、式(I−6)、式(I−8)のいずれかで表される構造単位(I)が好ましく、式(I−2)、式(I−6)、式(I−8)のいずれかで表される構造単位(I)がより好ましい。   Among the specific examples of the structural unit (I), any one of the formula (I-1), the formula (I-2), the formula (I-5), the formula (I-6), and the formula (I-8) The structural unit (I) represented by the formula (I-2), the formula (I-6) and the formula (I-8) is more preferred.

構造単位(I)は、以下に示す式(Ia)で表される化合物(以下、場合により「化合物(Ia)」という。)から誘導される。

Figure 2012155314
(式(Ia)中の符号はいずれも、上記と同じ意味を表す。) The structural unit (I) is derived from a compound represented by the following formula (Ia) (hereinafter sometimes referred to as “compound (Ia)”).
Figure 2012155314
(All symbols in formula (Ia) have the same meaning as described above.)

化合物(Ia)は前記特許文献1記載の方法を参考にすれば、容易に製造できる。
まず、特許文献1記載の方法により、対応するカルボニル基含有化合物(R−CO−R)とグリセリンとから、以下の式(Ib)で表される化合物(以下、場合により「化合物(Ib)」という。)を製造する。

Figure 2012155314
(式(Ib)中の符号はいずれも、上記と同じ意味を表す。) Compound (Ia) can be easily produced by referring to the method described in Patent Document 1.
First, from the corresponding carbonyl group-containing compound (R 1 —CO—R 2 ) and glycerin by the method described in Patent Document 1, a compound represented by the following formula (Ib) (hereinafter, “compound (Ib ) ").
Figure 2012155314
(All symbols in formula (Ib) have the same meaning as described above.)

mが0である場合の化合物(Ia)の製造は以下の反応式で表される。

Figure 2012155314
式(Ic)で表される化合物(以下、場合により「化合物(Ic)」という。)において、Rは前記と同義であり、Xはメチル基やエチル基などの低級アルコキシ基である。化合物(Ic)は所望のRの種類に応じ、公知の製造方法により製造したり、市場から容易に入手できる市販品を選択したりすれば、容易に入手できる。該市販品としては、(メタ)アクリル酸メチルや(メタ)アクリル酸エチルなどがある。かかる反応は溶媒の存在下又は不在下、適当なエステル交換触媒を用いることで容易に進行する。該エステル交換触媒としては、遷移金属化合物及びアルカリ(土類)金属アルコラートなどが挙げられる。また、かかる反応は適当な重合禁止剤の存在下で行うことが望ましい。この反応条件の詳細は、前記特許文献1に記載されている。 The production of compound (Ia) when m is 0 is represented by the following reaction formula.
Figure 2012155314
In the compound represented by the formula (Ic) (hereinafter sometimes referred to as “compound (Ic)”), R 3 is as defined above, and X is a lower alkoxy group such as a methyl group or an ethyl group. Compound (Ic) can be easily obtained by producing it by a known production method or selecting a commercially available product that can be easily obtained from the market according to the desired type of R 3 . Examples of the commercially available products include methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate. Such a reaction proceeds easily by using an appropriate transesterification catalyst in the presence or absence of a solvent. Examples of the transesterification catalyst include transition metal compounds and alkali (earth) metal alcoholates. Further, such a reaction is desirably performed in the presence of a suitable polymerization inhibitor. Details of the reaction conditions are described in Patent Document 1.

一方、mが1である場合の化合物(Ia)を、Tが好適な式(TA−1)で表される基の場合で例示すると、以下の反応式で表される。

Figure 2012155314
式(Id)で表される化合物(以下、場合により「化合物(Id)」という。)のXは化合物(Ic)の場合と同じであり、かかる化合物(Id)は公知の方法により製造することができる。また、化合物(Id)と化合物(Ib)とから、化合物(Ia)を製造する際の反応条件は、化合物(Ic)と化合物(Ib)との反応と同じ条件が採用される。 On the other hand, when the compound (Ia) when m is 1 is exemplified by the case where T 1 is a group represented by the preferred formula (TA-1), it is represented by the following reaction formula.
Figure 2012155314
X of the compound represented by the formula (Id) (hereinafter sometimes referred to as “compound (Id)”) is the same as that of the compound (Ic), and the compound (Id) should be produced by a known method. Can do. The reaction conditions for producing compound (Ia) from compound (Id) and compound (Ib) are the same as those for the reaction between compound (Ic) and compound (Ib).

化合物(Ia)の具体例は以下のとおりである。

Figure 2012155314
Specific examples of compound (Ia) are as follows.
Figure 2012155314

樹脂(A)における構造単位(I)の含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、通常10〜95モル%の範囲であり、好ましくは15〜90モル%、より好ましくは20〜85モル%の範囲である。   The content ratio of the structural unit (I) in the resin (A) is usually in the range of 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, based on the total structural units (100 mol%) of the resin (A). More preferably, it is the range of 20-85 mol%.

本レジスト組成物に含有される樹脂は、本レジスト組成物に含有される酸発生剤からの酸の作用により、ポジ型レジストとして機能するものが必要である。このような樹脂は、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る特性(以下、場合により「酸作用特性」という。)を有している。構造単位(I)を有する樹脂(A)は酸作用特性を有するものであっても、樹脂(A)自体は酸作用特性を有することなく、樹脂(A)とは別に、酸作用特性を有する樹脂を本レジスト組成物に含有させてもよいが、樹脂(A)自体が酸作用特性を有するものであると、本レジスト組成物の調製などがより容易になり、本レジスト組成物の製造管理も容易になるので好ましい。   The resin contained in the resist composition needs to function as a positive resist by the action of an acid from the acid generator contained in the resist composition. Such a resin is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and has a characteristic that it can be dissolved in an aqueous alkaline solution by the action of an acid (hereinafter, sometimes referred to as “acid action characteristic”). Even if the resin (A) having the structural unit (I) has acid action characteristics, the resin (A) itself does not have acid action characteristics and has acid action characteristics separately from the resin (A). Resin may be contained in the resist composition, but if the resin (A) itself has acid action characteristics, the preparation of the resist composition becomes easier and production management of the resist composition is possible. Is also preferable.

酸作用特性を有する樹脂(A)は、酸に対して不安定な基(以下、場合により「酸不安定基」という。)を有する。構造単位(I)も、Tの種類によっては、酸不安定基を有するものとなることもあるが、好ましくは、構造単位(I)とは別に、酸不安定基を有する構造単位を樹脂(A)が有していると、樹脂(A)の製造自体がより一層容易になるので好ましい。
酸不安定基とは、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。以下、該酸不安定基を含む構造単位を場合により「構造単位(a1)」という。
The resin (A) having acid action characteristics has an acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid labile group”). The structural unit (I) may also have an acid labile group depending on the type of T 1 , but preferably a structural unit having an acid labile group is used as a resin separately from the structural unit (I). When (A) has, since manufacture of resin (A) itself becomes still easier, it is preferable.
An acid labile group refers to 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). Hereinafter, the structural unit containing the acid labile group is sometimes referred to as “structural unit (a1)”.

<酸不安定基>
親水性基がカルボキシ基である場合の酸不安定基は、該カルボキシ基の水素原子が、有機残基に置き換わり、カルボキシ基の−O−と結合する該有機残基の炭素原子が第三級炭素原子である基が挙げられる。このような酸不安定基のうち、好ましい酸不安定基は例えば、以下の式(1)で表される基(以下、場合により「酸不安定基(1)」という。)である。

Figure 2012155314
式(1)中、Ra1、Ra2及びRa3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2が結合して、それらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。Ra1及びRa2が結合して形成される環及び該脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。*は結合手を表す。 <Acid labile group>
The acid labile group in the case where the hydrophilic group is a carboxy group is such that the hydrogen atom of the carboxy group is replaced with an organic residue, and the carbon atom of the organic residue bonded to —O— of the carboxy group is tertiary. Examples include groups that are carbon atoms. Among such acid labile groups, preferred acid labile groups are, for example, groups represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “acid labile groups (1)”).
Figure 2012155314
In formula (1), R a1 , R a2 and R a3 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or R a1 and R a2 are bonded to each other, and the carbon to which they are bonded. A ring having 3 to 20 carbon atoms is formed together with the atoms. The ring formed by combining R a1 and R a2 and the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group. * Represents a bond.

a1〜Ra3の脂肪族炭化水素基は、アルキル基又は脂環式炭化水素基が好ましい。該アルキル基としては、炭素数が1〜8の範囲において、すでに例示したものを含む。該脂環式炭化水素基も、炭素数が8以下の範囲において、すでに例示したものを含む。 The aliphatic hydrocarbon group for R a1 to R a3 is preferably an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group. Examples of the alkyl group include those already exemplified in the range of 1 to 8 carbon atoms. The alicyclic hydrocarbon group also includes those already exemplified in the range of 8 or less carbon atoms.

a1及びRa2が結合して環を形成するとは、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)で表される基が、下記に示すいずれかの基となることをいう。このような環の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。

Figure 2012155314
The combination of R a1 and R a2 to form a ring means that the group represented by —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) is any of the groups shown below. The number of carbon atoms in such a ring is preferably in the range of 3-12.
Figure 2012155314

酸不安定基(1)としては、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3が全てアルキル基である基、このアルキル基のうち、1つはtert−ブチル基であると好ましい。)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が結合し、これらが結合する炭素原子とともにアダマンタン環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−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基)などが挙げられる。 As the acid labile group (1), a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 to R a3 are all alkyl groups, one of these alkyl groups is tert-butyl A 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are bonded to each other to form an adamantane ring together with the carbon atom to which they are bonded), and R a3 Is a group in which R 1 is an alkyl group) and 1- (adamantan-1-yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group) ) And the like.

一方、親水性基がヒドロキシ基である場合の酸不安定基は、該ヒドロキシ基の水素原子が、有機残基に置き換わり、アセタール構造又はケタール構造を含む基となったものが挙げられる。このような酸不安定基のうち、好ましい酸不安定基は例えば、以下の式(2)で表される基(以下、場合により「酸不安定基(2)」という。)である。

Figure 2012155314
式(2)中、Rb1及びRb2は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表し、Rb3は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、或いは、Rb2及びRb3が結合して、それらが各々結合する炭素原子及び酸素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。該炭化水素基がメチレン基を含む場合、そのメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、Rb2及びRb3が結合して形成される環に含まれるメチレン基も、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。*は結合手を表す。 On the other hand, examples of the acid labile group in the case where the hydrophilic group is a hydroxy group include those in which a hydrogen atom of the hydroxy group is replaced with an organic residue to become a group containing an acetal structure or a ketal structure. Among such acid labile groups, a preferred acid labile group is, for example, a group represented by the following formula (2) (hereinafter sometimes referred to as “acid labile group (2)”).
Figure 2012155314
In formula (2), R b1 and R b2 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R b3 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or , R b2 and R b3 are combined to form a ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom and oxygen atom to which they are bonded. When the hydrocarbon group contains a methylene group, the methylene group may be replaced by an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group, and the methylene group contained in the ring formed by combining R b2 and R b3 is also , Oxygen atom, sulfur atom or carbonyl group may be substituted. * Represents a bond.

b1〜Rb3の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれでもよく、その具体例も炭素数が20以下である範囲において、すでに例示したものを含むが、Rb1及びRb2のうち、少なくとも1つは水素原子であると好ましい。 The hydrocarbon group of R b1 to R b3 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and specific examples thereof include those already exemplified in the range having 20 or less carbon atoms. Of b1 and Rb2 , at least one is preferably a hydrogen atom.

酸不安定基(2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。

Figure 2012155314
Specific examples of the acid labile group (2) include the following groups.
Figure 2012155314

構造単位(a1)は、好ましくは、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーから誘導されるものであり、より好ましくは酸に不安定な基を有する(メタ)アクリル系モノマーから誘導されるものである。
当該構造単位(a1)は好ましくは、酸不安定基(1)又は酸不安定基(2)を有するものであり、これらの酸不安定基をともに有していてもよい。より好ましくは酸不安定基(1)を有する構造単位(a1)である。
The structural unit (a1) is preferably derived from a monomer having an acid labile group and a carbon-carbon double bond, more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid labile group Is derived from
The structural unit (a1) preferably has an acid labile group (1) or an acid labile group (2), and may have both of these acid labile groups. More preferred is the structural unit (a1) having an acid labile group (1).

酸不安定基(1)を有する構造単位(a1)の中でも、炭素数5〜20の脂肪族環構造を有する基が好ましい。立体的に嵩高い脂肪族環構造を有する基の構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を用いてレジストパターンを製造したとき、より良好な解像度でレジストパターンを製造することができる。   Of the structural unit (a1) having an acid labile group (1), a group having an aliphatic ring structure having 5 to 20 carbon atoms is preferred. The resin (A) having a structural unit (a1) having a sterically bulky aliphatic ring structure is more favorable when a resist pattern is produced using the present resist composition containing the resin (A). A resist pattern can be manufactured with a high resolution.

脂肪族環構造の酸不安定基(1)を有する構造単位(a1)の中でも、式(a1−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−1)」という。)及び式(a1−2)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−2)」という。)が好ましい。酸不安定基を有する樹脂(A)は、これらを単独で有していてもよく、2種以上を有していてもよい。

Figure 2012155314
式(a1−1)中、
a1は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。)で表される基を表す。
a4は、水素原子又はメチル基を表す。
a6は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
式(a1−2)中、
a2は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1及び*は上記と同じ意味を表す。)で表される基を表す。
a5は、水素原子又はメチル基を表す。
a7は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜5の整数を表す。 Among the structural units (a1) having an aliphatic labile acid labile group (1), the structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter referred to as “structural unit (a1-1)” in some cases). ) And the structural unit represented by formula (a1-2) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-2)”). Resin (A) which has an acid labile group may have these individually, and may have 2 or more types.
Figure 2012155314
In formula (a1-1),
L a1 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group). To express.
R a4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
In formula (a1-2),
L a2 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 and * represent the same meaning as described above).
R a5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a7 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 5.

a1及びLa2は、好ましくは、酸素原子又は、k1が1〜4の整数である*−O−(CH2k1−CO−O−で表される基であり、より好ましくは酸素原子又は*−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
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のうち、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基である。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基はそれぞれ独立に、好ましくは炭素数8以下のアルキル基又は炭素数8以下の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは炭素数6以下のアルキル基又は炭素数6以下の脂環式炭化水素基である。
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。
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。
L a1 and L a2 are preferably an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, wherein k1 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom. or * -O-CH 2 -CO-O- and, still more preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Of the aliphatic hydrocarbon groups represented by R a6 and R a7 , an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms is preferable. The aliphatic hydrocarbon groups for R a6 and R a7 are each independently preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms. Or it is an alicyclic hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
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.
n1 ′ is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

ここで、構造単位(a1−1)の具体例を挙げる。

Figure 2012155314
Here, specific examples of the structural unit (a1-1) are given.
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
式(a1−1−1)〜式(a1−1−38)のいずれかで表される構造単位(a1−1)の具体例において、上述の部分構造Mを部分構造Aに置き換えたものも構造単位(a1−1)の具体例として挙げることができる。
Figure 2012155314
In the specific example of the structural unit (a1-1) represented by any one of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-38), the partial structure M described above may be replaced with the partial structure A. Specific examples of the structural unit (a1-1) can be given.

構造単位(a1−1)としては、式(a1−1−1)、式(a1−1−2)及び式(a1−1−3)のいずれかで表される構造単位(a1−1)、並びにこれらの構造単位(a1−1)の部分構造Mが部分構造Aに置き換えられたものが好ましく、式(a1−1−1)、式(a1−1−2)及び式(a1−1−3)のいずれかで表される構造単位(a1−1)がより好ましく、式(a1−1−1)及び式(a1−1−2)のいずれかで表される構造単位(a1−1)がさらに好ましい。なお、これら好ましい構造単位(a1−1)を有する樹脂(A)は、該樹脂(A)を製造する際に、2−メチルアダマンタン−2−イル(メタ)アクリレート、2−エチルアダマンタン−2−イル(メタ)アクリレート又は2−イソプロピルアダマンタン−2−イル(メタ)アクリレートなどを製造用原料(モノマー)として用いればよい。なお、これらモノマーは例えば、特開2010−204646号公報などに記載されている。   As the structural unit (a1-1), a structural unit (a1-1) represented by any one of the formula (a1-1-1), the formula (a1-1-2) and the formula (a1-1-3) And those obtained by substituting the partial structure M of the structural unit (a1-1) with the partial structure A, and are preferably represented by the formula (a1-1-1), the formula (a1-1-2) and the formula (a1-1). -3) is more preferable, and the structural unit (a1-) represented by either the formula (a1-1-1) or the formula (a1-1-2) is more preferable. 1) is more preferable. In addition, the resin (A) having these preferred structural units (a1-1) is obtained by producing 2-methyladamantan-2-yl (meth) acrylate, 2-ethyladamantan-2-yl when producing the resin (A). Ir (meth) acrylate or 2-isopropyladamantan-2-yl (meth) acrylate or the like may be used as a raw material (monomer) for production. These monomers are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-204646.

次に、構造単位(a1−2)の具体例を示す。

Figure 2012155314
式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)のいずれかで表される構造単位(a1−2)の具体例において、構造単位(a1−1)の具体例と同様に、部分構造Mを部分構造Aに置き換えたものも構造単位(a1−2)の具体例として挙げることができる。 Next, specific examples of the structural unit (a1-2) are shown.
Figure 2012155314
In the specific example of the structural unit (a1-2) represented by any one of the formulas (a1-2-1) to (a1-2-12), as in the specific example of the structural unit (a1-1), What substituted the partial structure M by the partial structure A can also be mentioned as a specific example of a structural unit (a1-2).

なかでも、式(a1−2−1)、式(a1−2−2)、式(a1−2−4)及び式(a1−2−5)のいずれかで表される構造単位(a1−2)、あるいは、これらの構造単位(a1−2)の部分構造Mが部分構造Aに置き換えられたものがより好ましく、式(a1−2−4)及び式(a1−2−4)のいずれかで表される構造単位、あるいは、これらの構造単位(a1−2)の部分構造Mが部分構造Aに置き換えられたものがさらに好ましい。このような構造単位(a1−2)を有する樹脂(A)を製造するためには、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレートなどをモノマーとして用いればよい。   Among them, the structural unit (a1-2-1), the formula (a1-2-2), the formula (a1-2-4), and the formula (a1-2-5) represented by any one of the formulas (a1-2-1), (a1-2-2), (a1-2-5) 2) Alternatively, those in which the partial structure M of these structural units (a1-2) is replaced by the partial structure A are preferred, and any one of the formulas (a1-2-4) and (a1-2-4) Or a structural unit in which the partial structure M of the structural unit (a1-2) is replaced by the partial structure A is more preferable. In order to produce the resin (A) having such a structural unit (a1-2), 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate or the like may be used as a monomer.

構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する樹脂(A)を製造する場合、該樹脂(A)の全構造単位を100モル%としたとき、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の合計含有割合は、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましく、25〜60モル%の範囲が一層好ましい。
構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の合計含有割合を、このような範囲にするためには、樹脂(A)を製造する際に、全モノマーの使用量に対する、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマーの使用量を調整すればよい。具体的には、樹脂(A)を製造するために全モノマー量(100モル%)に対して、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)を誘導するモノマーの使用量が、それぞれ、10〜95モル%の範囲であると好ましく、15〜90モル%の範囲であるとより好ましく、20〜85モル%の範囲であるとさらに好ましく、25〜60モル%の範囲であると一層好ましい。
When the resin (A) having the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2) is produced, when the total structural unit of the resin (A) is 100 mol%, the structural unit (a1- 1) and / or the total content of the structural unit (a1-2) is preferably in the range of 10 to 95 mol%, more preferably in the range of 15 to 90 mol%, still more preferably in the range of 20 to 85 mol%, The range of 25-60 mol% is more preferable.
In order to make the total content of the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2) within such a range, when the resin (A) is produced, What is necessary is just to adjust the usage-amount of the monomer which induces | guides | derives a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2). Specifically, the amount of monomer used to derive the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) relative to the total monomer amount (100 mol%) to produce the resin (A) is: Each is preferably in the range of 10 to 95 mol%, more preferably in the range of 15 to 90 mol%, still more preferably in the range of 20 to 85 mol%, and in the range of 25 to 60 mol%. Even more preferred.

構造単位(a1)がアダマンタン環を有する構造単位、特に構造単位(a1−1)を含む場合、構造単位(a1)の総量(100モル%)に対して、構造単位(a1−1)の割合を15モル%以上とすることが好ましい。このようにすると、樹脂(A)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより良好になる傾向がある。   When the structural unit (a1) includes a structural unit having an adamantane ring, particularly the structural unit (a1-1), the ratio of the structural unit (a1-1) to the total amount (100 mol%) of the structural unit (a1) Is preferably 15 mol% or more. If it does in this way, there exists a tendency for the dry etching tolerance of the resist pattern obtained from this resist composition containing resin (A) to become more favorable.

<酸安定構造単位>
樹脂(A)としては、構造単位(a)及び構造単位(a1)に加えて、酸不安定基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」という。)を有していると好ましい。
<Acid stable structural unit>
As the resin (A), in addition to the structural unit (a) and the structural unit (a1), the resin (A) has a structural unit having no acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable structural unit”). It is preferable.

樹脂(A)が酸安定構造単位を有する場合、構造単位(a1)の含有割合を基準にして、酸安定性構造単位の含有割合を定めるとよい。構造単位(a1)の含有割合と酸安定性構造単位の含有割合との比は、〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕で表して、好ましくは10〜80モル%/90〜20モル%であり、より好ましくは20〜60モル%/80〜40モル%である。
該樹脂(A)が有する構造単位(I)は当該構造単位(I)が酸不安定基を有する構造単位に該当するか否かを判定してから、この構造単位(I)を構造単位(a1)又は酸安定構造単位に含め、上述の〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕比を求めればよい。
When the resin (A) has an acid stable structural unit, the content ratio of the acid stable structural unit may be determined based on the content ratio of the structural unit (a1). The ratio of the content ratio of the structural unit (a1) and the content ratio of the acid-stable structural unit is represented by [structural unit (a1)] / [acid-stable structural unit], and preferably 10 to 80 mol% / 90 to It is 20 mol%, More preferably, it is 20-60 mol% / 80-40 mol%.
The structural unit (I) of the resin (A) is determined as to whether the structural unit (I) corresponds to a structural unit having an acid labile group. The above-mentioned [structural unit (a1)] / [acid-stable structural unit] ratio may be obtained by including it in a1) or the acid-stable structural unit.

酸安定構造単位としては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有する構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(以下、「酸安定構造単位(a2)」という。)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、「酸安定構造単位(a3)」という。)を有する樹脂(A)は、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜、又は塗布膜から得られる組成物層が基板との間に優れた密着性を発現し易くなり、この本レジスト組成物は良好な解像度で、レジストパターンを製造することができる。   As the acid stable structural unit, a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring is preferable. An acid stable structural unit having a hydroxy group (hereinafter referred to as “acid stable structural unit (a2)”) and / or an acid stable structural unit having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid stable structural unit (a3)”). When the present resist composition containing the resin (A) is applied to a substrate, the resin (A) having the coating film formed on the substrate or the composition layer obtained from the coating film is between the substrate It becomes easy to develop excellent adhesion, and this resist composition can produce a resist pattern with good resolution.

<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A)に導入する場合、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、好適な酸安定構造単位(a2)を選択することができる。すなわち、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を露光源とする露光、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A)に導入することが好ましい。一方、短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A)に導入することが好ましい。このように、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は各々、レジストパターンを製造する際の露光源によって好ましいものを選ぶことができるが、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)1種のみを有していてもよく、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)2種以上を有していてもよく、或いは、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)と、それ以外の酸安定構造単位(a2)とを組み合わせて有していてもよい。
<Acid stable structural unit (a2)>
When the acid-stable structural unit (a2) is introduced into the resin (A), a suitable acid-stable structure is used depending on the type of exposure source when producing a resist pattern from the resist composition containing the resin (A). The unit (a2) can be selected. That is, when this resist composition is used for exposure using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as an exposure source, or exposure using a high energy beam such as an electron beam or EUV light as an exposure source, an acid stable structural unit ( As a2), it is preferable to introduce an acid stable structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxy group into the resin (A). On the other hand, when using exposure using a short wavelength ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source, an acid stable structural unit represented by the formula (a2-1) described later is used as the acid stable structural unit (a2). It is preferable to introduce into the resin (A). Thus, each of the acid stable structural units (a2) possessed by the resin (A) can be selected according to the exposure source used for producing the resist pattern, but the acid stable structural units possessed by the resin (A) ( a2) may have only one type of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source, and two or more types of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source. Or an acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source and a combination of other acid stable structural units (a2).

酸安定構造単位(a2)としては、酸安定構造単位(a2−0)及び酸安定構造単位(a2−1)が好ましい。なお、以下の説明において、酸安定構造単位(a2)を誘導するモノマーを「酸安定モノマー(a2)」といい、酸安定構造単位(a3)を誘導するモノマーを「酸安定モノマー(a3)」という。   As the acid stable structural unit (a2), an acid stable structural unit (a2-0) and an acid stable structural unit (a2-1) are preferable. In the following description, the monomer that derives the acid stable structural unit (a2) is referred to as “acid stable monomer (a2)”, and the monomer that derives the acid stable structural unit (a3) is referred to as “acid stable monomer (a3)”. That's it.

<酸安定構造単位(a2−1)>
酸安定構造単位(a2−1)としては、以下の式(a2−1)で示される構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−1)」という。)が挙げられる。

Figure 2012155314
式(a2−1)中、
a3は、酸素原子又は−O−(CH2k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表す。)を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。
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。 <Acid stable structural unit (a2-1)>
Examples of the acid stable structural unit (a2-1) include a structural unit represented by the following formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-1)”).
Figure 2012155314
In formula (a2-1),
L a3 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7), and * represents a bond with a carbonyl group (—CO—). Represent.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.

a3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子又は、−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
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。
L a3 is preferably an oxygen atom or a group represented by —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, wherein k2 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom or — O—CH 2 —CO—O—, more preferably an oxygen atom.
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.

酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
式(a2−1−1)〜式(a2−1−17)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)の具体例において、構造単位(a1−1)の具体例と同様に、部分構造Mを部分構造Aに置き換えたものも酸安定構造単位(a2−1)の具体例として挙げることができる。
Figure 2012155314
In the specific example of the acid stable structural unit (a2-1) represented by any one of the formula (a2-1-1) to the formula (a2-1-17), the same as the specific example of the structural unit (a1-1) In addition, those in which the partial structure M is replaced with the partial structure A can also be given as specific examples of the acid stable structural unit (a2-1).

例示した酸安定構造単位(a2−1)の中でも、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−13)及び式(a2−1−15)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)、並びにこれらの酸安定構造単位(a2−1)の部分構造Mが部分構造Aに置き換わったものが好ましく、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−13)及び式(a2−1−15)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)がより好ましい。これらの酸安定構造単位(a2−1)を有する樹脂(A)は、3−ヒドロキシアダマンタン−1−イル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリル酸1−(3,5−ジヒドロキシアダマンタン−1−イルオキシカルボニル)メチルなどを、樹脂(A)製造用のモノマーとして用いればよい。   Among the exemplified acid stable structural units (a2-1), those represented by formula (a2-1-1), formula (a2-1-2), formula (a2-1-13) and formula (a2-1-15) The acid-stable structural unit (a2-1) represented by any of these, and those in which the partial structure M of these acid-stable structural units (a2-1) is replaced by the partial structure A are preferred, and the formula (a2-1-1) ), An acid stable structural unit (a2-1) represented by any one of formula (a2-1-2), formula (a2-1-13) and formula (a2-1-15) is more preferred. Resin (A) which has these acid stable structural units (a2-1) is 3-hydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate, 3,5-dihydroxyadamantan-1-yl (meth) acrylate or (meth) What is necessary is just to use acrylic acid 1- (3,5-dihydroxyadamantane-1-yloxycarbonyl) methyl etc. as a monomer for resin (A) manufacture.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、3〜45モル%の範囲が好ましく、5〜40モル%の範囲がより好ましく、5〜35モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-1), the content ratio is preferably in the range of 3 to 45 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). The range of 5-40 mol% is more preferable, and the range of 5-35 mol% is more preferable.

<酸安定構造単位(a2−0)>
酸安定構造単位(a2)としては、以下の式(a2−0)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−0)」という。)も挙げることができる。

Figure 2012155314
式(a2−0)中、
a30は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
a31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
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Ra31は同一でも異なっていてもよい。 <Acid stable structural unit (a2-0)>
Examples of the acid stable structural unit (a2) include those represented by the following formula (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-0)”).
Figure 2012155314
In formula (a2-0),
R a30 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a31 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. Represents a group.
ma represents an integer of 0 to 4. When ma is an integer of 2 or more, the plurality of R a31 may be the same or different.

a30のハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基及びハロゲン原子の具体例は、式(a1−4)のRa32で例示したものと同じである。これらのうち、Ra30は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
a31のアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1又は2のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
a31のアルコキシ基としては、すでに例示したものを含む。これらのうち、Ra31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
maは0、1又は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。
Specific examples of the alkyl group and a halogen atom having 1 to 6 halogen atoms carbon atoms which may have a R a30 are the same as those exemplified in R a32 of formula (a1-4). Among these, R a30 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group and an ethyl group, and further preferably a methyl group.
As the alkyl group for R a31 , an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is further preferable.
Examples of the alkoxy group for R a31 include those already exemplified. Among these, R a31 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group and an ethoxy group, and further preferably a methoxy group.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

酸安定構造単位(a2−0)として、以下の酸安定構造単位(a2−0)を誘導するモノマー(以下、場合により「酸安定モノマー(a2−0)」という。)などが挙げられる。

Figure 2012155314

ここに例示する具体例において、ベンゼン環に結合しているメチル基やエチル基を、Ra31として例示したその他の置換基に置き換えたものも、酸安定モノマー(a2−0)の具体例である。 Examples of the acid stable structural unit (a2-0) include a monomer for deriving the following acid stable structural unit (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable monomer (a2-0)”).
Figure 2012155314

In the specific examples illustrated here, those in which the methyl group or ethyl group bonded to the benzene ring is replaced with other substituents exemplified as R a31 are also specific examples of the acid stable monomer (a2-0). .

このような酸安定モノマー(a2−0)を用いて、樹脂(A)を製造する場合は、該酸安定モノマー(a2−0)にあるフェノール性ヒドロキシ基が適当な保護基で保護されているモノマーを用いることもできる。例えば、塩基又は酸で脱離する保護基で保護されたフェノール性ヒドロキシ基は、塩基又は酸の接触により該保護基が脱保護されるため、酸安定構造単位(a2−0)の前駆構造単位は、脱保護することにより、酸安定構造単位(a2−0)が得られる。ただし、樹脂(A)は上述のとおり、酸不安定基を持つ構造単位(a1)を有しているので、フェノール性ヒドロキシ基が適当な保護基で保護されてなる前駆構造単位を脱保護する際には、構造単位(a1)の酸不安定基を著しく損なわないよう、塩基との接触により脱保護することが好ましい。塩基との接触により脱保護する保護基としては例えば、アセチル基、ベンゾイル基等が好ましい。塩基としては、例えば、4−ジメチルアミノピリジン及びトリエチルアミンなどが挙げられる。   When the resin (A) is produced using such an acid stable monomer (a2-0), the phenolic hydroxy group in the acid stable monomer (a2-0) is protected with an appropriate protecting group. Monomers can also be used. For example, a phenolic hydroxy group protected with a protecting group capable of leaving with a base or an acid is deprotected by contact with the base or acid, so that the precursor structural unit of the acid stable structural unit (a2-0) By deprotecting, an acid stable structural unit (a2-0) is obtained. However, since the resin (A) has the structural unit (a1) having an acid labile group as described above, the precursor structural unit in which the phenolic hydroxy group is protected with an appropriate protecting group is deprotected. In this case, it is preferable to deprotect by contact with a base so that the acid labile group of the structural unit (a1) is not significantly impaired. As the protecting group to be deprotected by contact with a base, for example, an acetyl group, a benzoyl group and the like are preferable. Examples of the base include 4-dimethylaminopyridine and triethylamine.

酸安定モノマー(a2−0)の例示の中では、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。もちろん、4−ヒドロキシスチレン又は4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンを用いて、樹脂(A)を製造する際には、これらにあるフェノール性ヒドロキシ基が適当な保護基で保護したものを用いることが好ましい。   Among the examples of the acid stable monomer (a2-0), 4-hydroxystyrene or 4-hydroxy-α-methylstyrene is particularly preferable. Of course, when the resin (A) is produced using 4-hydroxystyrene or 4-hydroxy-α-methylstyrene, it is necessary to use those obtained by protecting the phenolic hydroxy group in these with a suitable protecting group. preferable.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜95モル%の範囲が好ましく、10〜80モル%の範囲がより好ましく、15〜80モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-0), the content is preferably in the range of 5 to 95 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). The range of 10-80 mol% is more preferable, and the range of 15-80 mol% is more preferable.

<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(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−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、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 structural unit (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable structural unit (a3) may be monocyclic such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring and δ-valerolactone ring, monocyclic lactone ring and other rings. Or a condensed ring. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.

酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものである。樹脂(A)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを場合により「酸安定構造単位(a3−1)」といい、式(a3−2)で示されるものを場合により「酸安定構造単位(a3−2)」といい、式(a3−3)で示されるものを場合により「酸安定構造単位(a3−3)」という。

Figure 2012155314
[式(a3−1)中、
a4は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
a21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、p1が2以上の場合、複数のRa21は同一でも異なっていてもよい。
式(a3−2)中、
a5は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
a22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22は同一でも異なっていてもよい。
式(a3−3)中、
a6は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
a23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、r1が2以上の場合、複数のRa23は同一でも異なっていてもよい。] The acid stable structural unit (a3) is preferably one represented by the following formula (a3-1), formula (a3-2) or formula (a3-3). Resin (A) may have only 1 type among these, and may have 2 or more types. In the following description, what is represented by formula (a3-1) is sometimes referred to as “acid-stable structural unit (a3-1)”, and what is represented by formula (a3-2) is sometimes referred to as “acid”. It is referred to as “stable structural unit (a3-2)”, and the one represented by the formula (a3-3) is sometimes referred to as “acid stable structural unit (a3-3)”.
Figure 2012155314
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when p1 is 2 or more, a plurality of R a21 may be the same or different.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
q1 represents an integer of 0 to 3.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when q1 is 2 or more, a plurality of R a22 may be the same or different.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
r1 represents an integer of 0 to 3.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. When r1 is 2 or more, a plurality of R a23 may be the same or different. ]

式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、式(a2−1)のLa3で説明したものが挙げられる。
a4〜La6は、それぞれ独立に、酸素原子又は、k3が1〜4の整数である*−O−(CH2k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子及び、*−O−CH2−CO−O−がより好ましく、さらに好ましくは酸素原子である。
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、q1及びr1は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), examples of L a4 to L a6 include those described for L a3 in formula (a2-1).
L a4 to L a6 are each independently an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4, preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O— is more preferable, and an oxygen atom is more preferable.
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, q1 and r1 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1.

γ−ブチロラクトン環を有する酸安定構造単位(a3−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the acid stable structural unit (a3-1) having a γ-butyrolactone ring include the following.
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

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構造単位(a3−2)としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the acid stable structural unit (a3-2) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and norbornane ring include the following.
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

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構造単位(a3−3)は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
式(a3−1−1)〜式(a3−1−11)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−1)、式(a3−2−1)〜式(a3−2−11)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−2)及び式(a3−3−1)〜式(a3−3−6)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−3)において、構造単位(a1−1)の具体例と同様に、部分構造Mを部分構造Aに置き換えたものも、各々酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)の具体例として挙げることができる。また、この例示において、ラクトン環が有する置換基(Ra21〜Ra23)としてメチル基を有するものも例示したが、このメチル基を上述のような基に置き換えたものも、酸安定構造単位(a3)の具体例として挙げられる。 Examples of the acid stable structural unit (a3-3) having a condensed ring of γ-butyrolactone ring and cyclohexane ring include the following.
Figure 2012155314
The acid stable structural unit (a3-1) represented by any one of formula (a3-1-1) to formula (a3-1-11), formula (a3-2-1) to formula (a3-2-11) The acid stable structural unit (a3-2) represented by any one of the formula (a3-3-1) and the acid stable structural unit (a3-3) represented by any one of the formulas (a3-3-1) to (a3-3-6) ), In the same manner as in the specific examples of the structural unit (a1-1), those in which the partial structure M is replaced with the partial structure A are the acid stable structural unit (a3-1) and the acid stable structural unit (a3-2). And specific examples of the acid stable structural unit (a3-3). Moreover, in this illustration, those having a methyl group as an example of the substituent (R a21 to R a23 ) of the lactone ring are also exemplified, but those in which this methyl group is replaced with the above-described groups are also acid stable structural units ( Specific examples of a3) are mentioned.

酸安定構造単位(a3)の中でも、α−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイロキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、(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−フリル及び(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−オキソエチルなどから誘導される酸安定構造単位(a3)が好ましい。 Among the acid stable structural units (a3), α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α -(Meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, β- (meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone, (meth) acrylic acid (5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1 .0 3,7] nonane-2-yl, (meth) acrylic acid 2- tetrahydro-2-oxo-3-furyl, and (meth) acrylic acid (5-oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1 .0 3,7] nonane-2-yloxy) -2-oxoethyl acid derived from such stable structural unit (a3) is preferable.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)からなる群より選ばれる酸安定構造単位(a3)を有する場合、その合計含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましく、15〜55モル%の範囲が特に好ましく、15〜50モル%の範囲が一層好ましい。
また、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)それぞれの含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましく、15〜55モル%の範囲が特に好ましく、15〜50モル%の範囲が一層好ましい。
The resin (A) has an acid stable structural unit (a3) selected from the group consisting of an acid stable structural unit (a3-1), an acid stable structural unit (a3-2), and an acid stable structural unit (a3-3). In this case, the total content is preferably in the range of 5 to 70 mol%, more preferably in the range of 10 to 65 mol%, and more preferably 10 to 60 mol, based on the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). % Is more preferable, the range of 15 to 55 mol% is particularly preferable, and the range of 15 to 50 mol% is more preferable.
The content ratio of each of the acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) is the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). Is preferably in the range of 5-70 mol%, more preferably in the range of 10-65 mol%, still more preferably in the range of 10-60 mol%, particularly preferably in the range of 15-55 mol%. A range of mol% is more preferred.

<その他の構造単位>
該樹脂(A)には、本発明の目的を著しく損なわない限り、上述したような構造単位以外のものを有していてもよい。
<Other structural units>
The resin (A) may have other than the above-described structural units as long as the object of the present invention is not significantly impaired.

<樹脂(A)の製造方法>
樹脂(A)は、化合物(Ia)〔構造単位(I)を誘導するモノマー〕、構造単位(a1)を誘導するモノマーを、さらに好ましくは酸安定構造単位を誘導するモノマーとを共重合させたものであり、より好ましくは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導するモノマーとを共重合させたものである。
樹脂(A)は、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1−1)を有することがさらに好ましい。酸安定構造単位(a2)としては、ヒドロキシアダマンチル基を有する構造単位(a2−1)を用いることが好ましい。酸安定構造単位(a3)としては、γ−ブチロラクトン環を有する酸安定構造単位(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構造単位(a3−2)の少なくとも1種を有することが好ましい。樹脂(A)は、上述したようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供し、重合(共重合)することにより製造できる。
<Method for producing resin (A)>
Resin (A) was obtained by copolymerizing compound (Ia) [monomer deriving structural unit (I)], monomer deriving structural unit (a1), more preferably a monomer deriving an acid stable structural unit. More preferably, the monomer for deriving the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), the acid stable structural unit (a2) and / or the acid stable structural unit (a3) are derived. Copolymerized with a monomer.
The resin (A) further preferably has a structural unit (a1-1) having an adamantyl group as the structural unit (a1). As the acid stable structural unit (a2), it is preferable to use a structural unit (a2-1) having a hydroxyadamantyl group. The acid stable structural unit (a3) includes at least an acid stable structural unit (a3-1) having a γ-butyrolactone ring and an acid stable structural unit (a3-2) having a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and a norbornane ring. It is preferable to have one. The resin (A) can be produced by subjecting the monomer as described above to a known polymerization method (for example, radical polymerization method) and polymerizing (copolymerizing) it.

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。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミ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る。この分析の詳細な分析条件は、本願の実施例に記載する。   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). In addition, the weight average molecular weight here is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis. Detailed analysis conditions for this analysis are described in the Examples of the present application.

<酸発生剤(B)>
酸発生剤は、非イオン系とイオン系とに分類される。本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)は、非イオン系酸発生剤であっても、イオン系酸発生剤であっても、その組み合わせであってもよい。非イオン系酸発生剤には、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が含まれる。イオン系酸発生剤は、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩及びヨードニウム塩など)が代表的である。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン及びスルホニルメチドアニオンなどがある。
<Acid generator (B)>
The acid generator is classified into a nonionic type and an ionic type. The acid generator (B) contained in the resist composition may be a nonionic acid generator, an ionic acid generator, or a combination thereof. Nonionic acid generators include organic halides, sulfonate esters (for example, 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, diazonaphthoquinone 4). -Sulfonates), sulfones (e.g. disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like. The ionic acid generator is typically an onium salt containing an onium cation (for example, a diazonium salt, a phosphonium salt, a sulfonium salt, or an iodonium salt). Examples of the anion of the onium salt include a sulfonate anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.

酸発生剤(B)としては、例えば特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号や、米国特許第3,779,778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第126,712号等に記載の放射線によって酸を発生する化合物を使用できる。
また、酸発生剤(B)は、公知の方法によって製造したものを利用することができる。
Examples of the acid generator (B) include JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, JP-A 63-146038, JP-A 63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029, U.S. Pat. No. 3,779,778, U.S. Pat. No. 3,849,137, German Patent 3914407, European Patent 126,712. The compound which generate | occur | produces an acid by the radiation as described in No. etc. can be used.
Moreover, what was manufactured by the well-known method can be utilized for an acid generator (B).

本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)は、以下の式(B1)で表される酸発生剤(以下、場合により「酸発生剤(B1)」という。)が好ましい。なお、以下の説明において、この酸発生剤(B1)のうち、正電荷を有するZは「有機カチオン」といい、該有機カチオンを除去してなる負電荷を有するものを「スルホン酸アニオン」ということがある。

Figure 2012155314
式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜17の2価の脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に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炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子、カルボニル基又はスルホニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。 The acid generator (B) contained in the resist composition is preferably an acid generator represented by the following formula (B1) (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B1)”). In the following description, among the acid generators (B1), Z + having a positive charge is referred to as “organic cation”, and a negative charge obtained by removing the organic cation is referred to as “sulfonate anion”. There is.
Figure 2012155314
In formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a C 1-17 divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. The methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Y represents an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom, a carbonyl group or a sulfonyl group. May be.
Z + represents an organic cation.

1及びQ2のペルフルオロアルキル基としては、すでに例示したアルキル基のうち、炭素数1〜6のアルキル基において、該アルキル基に含まれる水素原子の全部がフッ素原子に置き換わったものが該当する。
本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B1)としては、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、トリフルオロメチル基又はフッ素原子の酸発生剤(B1)が好ましく、Q1及びQ2がともにフッ素原子である酸発生剤(B1)がさらに好ましい。
The perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2 corresponds to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, in which all of the hydrogen atoms contained in the alkyl group are replaced with fluorine atoms, among the already exemplified alkyl groups. .
As the acid generator (B1) contained in the resist composition, Q 1 and Q 2 are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom acid generator (B1). Q 1 and Q 2 An acid generator (B1) in which both are fluorine atoms is more preferred.

b1の脂肪族炭化水素基の具体例は、すでに例示したアルカンジイル基、及び、上述の式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基などである。 Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by L b1 include the removal of two hydrogen atoms from the alkanediyl group already exemplified and the alicyclic hydrocarbons of the above formulas (KA-1) to (KA-22). Group.

b1における前記脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基に置き換わったものとしては、例えば、以下の式(b1−1)、式(b1−2)、式(b1−3)、式(b1−4)、式(b1−5)及び式(b1−6)〔以下、式(b1−1)〜式(b1−6)のように表記する。〕のいずれかで示される基が挙げられる。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、左側の結合手*は、C(Q1)(Q2)と結合し、右側の結合手*はYと結合している。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。

Figure 2012155314
式(b1−1)〜式(b1−6)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b3は、単結合又は炭素数1〜12の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b4は、炭素数1〜13の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb3及びLb4の合計炭素数の上限は13である。
b5は、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b6及びLb7は、それぞれ独立に、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、これらの脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb6及びLb7の合計炭素数の上限は16である。
b8は、炭素数1〜14の2価の脂肪族炭化水素基を表し、この脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b9及びLb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜11の2価の脂肪族炭化水素基を表し、これらの脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb9及びLb10の合計炭素数の上限は12である。 Examples of the methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group in L b1 replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include the following formulas (b1-1), (b1-2), and (b1- 3), Formula (b1-4), Formula (b1-5), and Formula (b1-6) [Hereinafter expressed as Formula (b1-1) to Formula (b1-6). ] The group shown by either of these is mentioned. Incidentally, the formula (b1-1) ~ formula (b1-6) is coupled to the left and right have been described in accordance with the formula (B1), the left bond * is a C (Q 1) (Q 2 ) The right hand * is bonded to Y. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).
Figure 2012155314
In formula (b1-1) to formula (b1-6),
L b2 represents a single bond or a C 1-15 divalent aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b3 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b4 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the total carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b6 and L b7 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and these aliphatic hydrocarbon groups are preferably aliphatic saturated hydrocarbon groups. However, the upper limit of the total carbon number of L b6 and L b7 is 16.
L b8 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b9 and L b10 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 11 carbon atoms, and these aliphatic hydrocarbon groups are preferably aliphatic saturated hydrocarbon groups. However, the upper limit of the total carbon number of L b9 and L b10 is 12.

b1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基である。
本レジスト組成物に用いる酸発生剤としては、これらの中でも、式(b1−1)で表される2価の基をLb1として有する酸発生剤(B1)が好ましく、Lb2が単結合又はメチレン基である式(b1−1)で表される2価の基を、Lb1として有する酸発生剤(B1)がより好ましい。
L b1 is preferably a group represented by any one of formulas (b1-1) to (b1-4), and more preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-3). It is a group represented.
Among these, as the acid generator used in the present resist composition, an acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) as L b1 is preferable, and L b2 is a single bond or The acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) which is a methylene group as L b1 is more preferable.

ここで、好ましい式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基の具体例を挙げる。なお、*の定義はすでに説明したとおりである。   Here, the specific example of group represented by either of preferable formula (b1-1)-a formula (b1-3) is given. The definition of * is as described above.

式(b1−1)で表される2価の基は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
Figure 2012155314

式(b1−2)で表される2価の基は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
Figure 2012155314

式(b1−3)で表される2価の基は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
Figure 2012155314

b1の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基は例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基及びグリシジルオキシ基等が挙げられる。芳香族炭化水素基、アラルキル基及びアシル基の具体例はすでに説明したとおりである。 The aliphatic hydrocarbon group for L b1 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a glycidyloxy group. Can be mentioned. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group, the aralkyl group, and the acyl group are as described above.

式(B1)におけるYは置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。なかでも、Yはアルキル基及び脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数3〜12の脂環式炭化水素基がより好ましく、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基がさらに好ましい。
Yの脂肪族炭化水素基が置換基を有する場合、該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、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2j2−O−CO−Rb1で表される基(式中、Rb1は、炭素数1〜16の炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。ここでいう芳香族炭化水素基及びアラルキル基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
Yの脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルホニル基及びカルボニル基からなる群より選ばれる基(2価の基)に置き換わっていてもよい。脂環式炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わった基としては例えば、環状エーテル基(脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基の1つ又は2つが酸素原子に置き換わった基)、環状ケトン基(脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基の1つ又は2つがカルボニル基に置き換わった基)、スルトン環基(脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びスルホニル基に置き換わった基)及びラクトン環基(脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びカルボニル基に置き換わった基)などが挙げられる。
Y in Formula (B1) represents a C 1-18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. Among these, Y is preferably an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and an alicyclic group having 3 to 12 carbon atoms. A hydrocarbon group of the formula is more preferred.
When the aliphatic hydrocarbon group for Y has a substituent, examples of the substituent include a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms. An aromatic hydrocarbon group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, a glycidyloxy group or a group represented by — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 (wherein R b1 represents a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, j2 represents an integer of 0 to 4, and the like. The aromatic hydrocarbon group and aralkyl group referred to here may further have, for example, an alkyl group, a halogen atom or a hydroxy group.
The methylene group contained in the aliphatic hydrocarbon group for Y may be replaced with a group (divalent group) selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfonyl group and a carbonyl group. Examples of the group in which the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is replaced by an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group include, for example, a cyclic ether group (one or two of the methylene groups contained in the alicyclic hydrocarbon group are A group in which an oxygen atom is substituted), a cyclic ketone group (a group in which one or two methylene groups contained in an alicyclic hydrocarbon group are substituted with a carbonyl group), a sultone ring group (included in an alicyclic hydrocarbon group) Two adjacent methylene groups in the methylene group are groups in which an oxygen atom and a sulfonyl group are substituted, respectively, and a lactone ring group (two methylene groups adjacent to each other among methylene groups contained in the alicyclic hydrocarbon group, A group in which an oxygen atom and a carbonyl group are substituted, respectively).

Yの脂環式炭化水素基の好ましい基は、以下に示す式(Y1)、式(Y2)、式(Y3)、式(Y4)及び式(Y5)のいずれかで表される脂環式炭化水素基であり、なかでも、式(Y1)、式(Y2)、式(Y3)及び式(Y5)のいずれかで表される脂環式炭化水素基が、より好ましく、式(Y1)又は式(Y2)で表される脂環式炭化水素基がさらに好ましい。なお、これらの脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、置換基に置換されていてもよい。

Figure 2012155314
A preferred group of the alicyclic hydrocarbon group of Y is an alicyclic group represented by any of the following formula (Y1), formula (Y2), formula (Y3), formula (Y4), and formula (Y5). Among them, an alicyclic hydrocarbon group represented by any one of the formula (Y1), the formula (Y2), the formula (Y3) and the formula (Y5) is more preferable, and the formula (Y1) Or the alicyclic hydrocarbon group represented by a formula (Y2) is still more preferable. In addition, the hydrogen atom contained in these alicyclic hydrocarbon groups may be substituted by the substituent.
Figure 2012155314

置換基を有する脂環式炭化水素基としては例えば、以下のものである。

Figure 2012155314
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having a substituent include the following.
Figure 2012155314

Yの脂環式炭化水素基は、式(Y1)及び式(Y2)で示したようにアダマンタン環を有する基であると好ましく、これらが置換基を有する場合、その置換基はヒドロキシ基が好ましい。すなわち、置換基を有する脂環式炭化水素基としては、ヒドロキシアダマンチル基が好ましい。   The alicyclic hydrocarbon group of Y is preferably a group having an adamantane ring as shown in the formulas (Y1) and (Y2), and when these have a substituent, the substituent is preferably a hydroxy group . That is, as the alicyclic hydrocarbon group having a substituent, a hydroxyadamantyl group is preferable.

スルホン酸アニオンの好適例を具体的に示すと、式(b1−1−1)、式(b1−1−2)、式(b1−1−3)、式(b1−1−4)、式(b1−1−5)、式(b1−1−6)、式(b1−1−7)、式(b1−1−8)及び式(b1−1−9)〔以下、「式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)」のように表記する。〕で表されるスルホン酸アニオンを挙げることができる。この式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンにおいて、Lb1は式(b1−1)で表される基が好ましい。また、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に、Yの脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基として挙げたものと同じであり、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基及びヒドロキシ基が好ましく、メチル基及びヒドロキシ基がより好ましい。

Figure 2012155314
Specifically, preferred examples of the sulfonate anion include formula (b1-1-1), formula (b1-1-2), formula (b1-1-3), formula (b1-1-4), formula (B1-1-5), formula (b1-1-6), formula (b1-1-7), formula (b1-1-8) and formula (b1-1-9) [hereinafter referred to as "formula (b1 -1-1) to formula (b1-1-9) ". The sulfonate anion represented by this can be mentioned. In the sulfonate anion represented by any one of formulas (b1-1-1) to (b1-1-9), L b1 is preferably a group represented by formula (b1-1). R b2 and R b3 are each independently the same as those exemplified as the substituent that the aliphatic hydrocarbon group of Y may have, and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms and A hydroxy group is preferred, and a methyl group and a hydroxy group are more preferred.
Figure 2012155314

式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンの具体例は例えば、特開2010−204646号公報に記載されているスルホン酸アニオンを挙げることができる。   Specific examples of the sulfonate anion represented by any one of the formulas (b1-1-1) to (b1-1-9) include sulfonate anions described in JP 2010-204646 A, for example. be able to.

以下、好ましいスルホン酸アニオンとして、Lb1が、式(b1−1)で表される基であり、Yが、式(Y1)又は式(Y2)で表される脂環式炭化水素基である具体例を挙げる。Yが無置換の脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−1)〜式(b1−s−9)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Hereinafter, as a preferable sulfonate anion, L b1 is a group represented by the formula (b1-1), and Y is an alicyclic hydrocarbon group represented by the formula (Y1) or the formula (Y2). A specific example is given. Examples of the sulfonate anion in which Y is an unsubstituted alicyclic hydrocarbon group include those represented by any of the following formulas (b1-s-1) to (b1-s-9).
Figure 2012155314

Yがヒドロキシ基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−10)〜式(b1−s−18)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having a hydroxy group include those represented by any of the following formulas (b1-s-10) to (b1-s-18). .
Figure 2012155314

Yが環状ケトン基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−19)〜式(b1−s−29)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the sulfonate anion in which Y is a cyclic ketone group include those represented by any of the following formulas (b1-s-19) to (b1-s-29).
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Yが芳香族基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−30)〜式(b1−s−35)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having an aromatic group include those represented by any of the following formulas (b1-s-30) to (b1-s-35). It is done.
Figure 2012155314

Yが、前記ラクトン環基又は前記スルホン酸環基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−36)〜式(b1−s−41)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the sulfonate anion in which Y is the lactone ring group or the sulfonic acid ring group include those represented by any of the following formulas (b1-s-36) to (b1-s-41). It is done.
Figure 2012155314

また、Yはアルキル基であってもよい。このようなスルホン酸アニオンとしては例えば、以下の式(b1−s−42)で表されるものが挙げられる。

Figure 2012155314
Y may be an alkyl group. Examples of such a sulfonate anion include those represented by the following formula (b1-s-42).
Figure 2012155314

酸発生剤(B1)中の有機カチオン(Z+)は有機オニウムカチオン、例えば、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、有機ベンゾチアゾリウムカチオン及び有機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、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、より好ましくは、以下の式(b2−1)、式(b2−2)、式(b2−3)及び式(b2−4)〔以下、「式(b2−1)〜式(b2−4)」のように表記する。〕のいずれかで表される有機カチオンである。

Figure 2012155314
Examples of the organic cation (Z + ) in the acid generator (B1) include organic onium cations such as an organic sulfonium cation, an organic iodonium cation, an organic ammonium cation, an organic benzothiazolium cation, and an organic phosphonium cation. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and more preferably, the following formula (b2-1), formula (b2-2), formula (b2-3) and formula (b2-4) [hereinafter, It describes like "Formula (b2-1)-Formula (b2-4)." ] Is an organic cation represented by any of the above.
Figure 2012155314

式(b2−1)〜式(b2−4)において、
b4、Rb5及びRb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を表し、該炭化水素基としては、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましい。該アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を有していてもよく、該脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよく、該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の飽和環状炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を有していてもよい。
b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
b9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。
b11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
b9、Rb10及びRb11は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基であり、該脂肪族炭化水素基がアルキル基である場合、その炭素数は1〜12であることが好ましく、この脂肪族炭化水素基が脂環式炭化水素基である場合、その炭素数は3〜18であることが好ましく、4〜12であることがさらに好ましい。
b12は、炭素数1〜18の炭化水素基を表す。この炭化水素基のうち、芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基を有していてもよい。
b9とRb10との組み合わせ、及び/又は、Rb11とRb12との組み合わせは、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)の脂環式炭化水素環を形成していてもよく、これらの3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)の脂環式炭化水素環は、脂肪族環又は、該脂肪族環に含まれるメチレン基が、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっている環である。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 , R b5 and R b6 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and an alicyclic ring having 3 to 18 carbon atoms. A formula hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms are preferred. The alkyl group may have a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group includes a halogen atom and a carbon number. The aromatic hydrocarbon group may have 2 to 4 acyl groups or glycidyloxy groups, and the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a saturated cyclic carbonization having 3 to 18 carbon atoms. You may have a hydrogen group or a C1-C12 alkoxy group.
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.
R b9 and R b10 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms.
R b11 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
R b9 , R b10 and R b11 are each independently an aliphatic hydrocarbon group, and when the aliphatic hydrocarbon group is an alkyl group, the carbon number thereof is preferably 1 to 12, When the group hydrocarbon group is an alicyclic hydrocarbon group, the number of carbon atoms is preferably 3-18, and more preferably 4-12.
R b12 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Among these hydrocarbon groups, the aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or 1 to 12 carbon atoms. It may have an alkylcarbonyloxy group.
The combination of R b9 and R b10 and / or the combination of R b11 and R b12 are each independently bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). An alicyclic hydrocarbon ring may be formed, and the alicyclic hydrocarbon ring of these 3 to 12-membered rings (preferably 3- to 7-membered rings) is an aliphatic ring or the aliphatic ring A methylene group contained in a group ring is a ring in which an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group is replaced.

b13、Rb14、Rb15、Rb16、Rb17及びRb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
b11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
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が2以上であるとき、複数のRb13は同一でも異なっていてもよく、p2が2以上であるとき、複数のRb14は同一でも異なっていてもよく、s2が2以上であるとき、複数のRb15は同一でも異なっていてもよく、t2が2以上であるとき、複数のRb18は同一でも異なっていてもよい。
R b13, R b14, R b15 , R b16, R b17 and R b18 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms.
L b11 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
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 o2 is 2 or more, the plurality of R b13 may be the same or different. When p2 is 2 or more, the plurality of R b14 may be the same or different. When s2 is 2 or more, The plurality of R b15 may be the same or different, and when t2 is 2 or more, the plurality of R b15 may be the same or different.

b12のアルキルカルボニルオキシ基としては、すでに例示したアシル基と酸素原子とが結合したものである。 The alkylcarbonyloxy group for R b12 is a group in which the acyl group already exemplified and an oxygen atom are bonded.

b9〜Rb12のアルキル基としては、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−エチルヘキシル基などが挙げられる。
b9〜Rb11の脂環式炭化水素基としては、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−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基及びイソボルニル基などが挙げられる。
b12の芳香族炭化水素基としては、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、ビフェニリル基及びナフチル基などが挙げられる。
b12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものとしては、アラルキル基が挙げられ、具体的にはベンジル基等が挙げられる。
b9とRb10とは、互いに結合してイオウ原子を含む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、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
b9とRb10との組み合わせが結合して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−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
b11とRb12とは、互いに結合して−CH−CO−を含む3員環〜12員環(好ましくは4員環〜7員環)を形成していてもよく、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
b11とRb12との組み合わせが結合して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及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
Examples of the alkyl group represented by R b9 to R b12 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2 -An ethylhexyl group etc. are mentioned.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by R b9 to R b11 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclodecyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- (adamantane- 1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group.
As the aromatic hydrocarbon group for R b12 , phenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, biphenylyl group And a naphthyl group.
Examples of the combination of the aromatic hydrocarbon group of R b12 and the alkyl group include an aralkyl group, specifically, a benzyl group and the like.
R b9 and R b10 may be bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring) containing a sulfur atom, and the methylene group contained in the ring is , Oxygen atom, sulfur atom or carbonyl group may be substituted.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b9 and R b10 include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Etc.
R b11 and R b12 may be bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 4- to 7-membered ring) containing —CH—CO—, and are included in the ring. The methylene group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

式(b2−1)〜式(b2−4)で表される有機カチオンの具体例は、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。   Specific examples of the organic cation represented by the formulas (b2-1) to (b2-4) include those described in JP2010-204646A.

例示した有機カチオンの中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機カチオン〔以下、場合により「カチオン(b2−1−1)」という。〕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である。)又はトリトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=1であり、Rb19、Rb20及びRb21がいずれもメチル基である。)がさらに好ましい。

Figure 2012155314
式(b2−1−1)中、
b19、Rb20及び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、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
該脂肪族炭化水素基としては、炭素数は1〜12の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数4〜18の脂環式炭化水素基がより好ましい。該脂肪族炭化水素基は、置換基として、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよい。
v2、w2及び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が2以上のとき、複数のRb19は同一でも異なっていてもよく、w2が2以上のとき、複数のRb20は同一でも異なっていてもよく、x2が2以上のとき、複数のRb21は同一でも異なっていてもよい。
なかでも、Rb19、Rb20及び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、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基であることが好ましい。 Among the exemplified organic cations, the cation (b2-1) is preferable, and an organic cation represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)” in some cases. ], More preferably a triphenylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0) or a tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = X2 = 1, and R b19 , R b20 and R b21 are all methyl groups).
Figure 2012155314
In formula (b2-1-1),
R b19 , R b20 and R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
As this aliphatic hydrocarbon group, a C1-C12 aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a C1-C12 alkyl group and a C4-C18 alicyclic hydrocarbon group are more preferable. The aliphatic hydrocarbon group includes, as a substituent, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or glycidyloxy. It may have a group.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, a plurality of R b19 may be the same or different. When w2 is 2 or more, a plurality of R b20 may be the same or different. When x2 is 2 or more, a plurality of R b19 b21 may be the same or different.
Among them, R b19 , R b20 and R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is preferably a group.

カチオン(b2−1−1)としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2012155314
Examples of the cation (b2-1-1) include the following.
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

Figure 2012155314
Figure 2012155314

また、有機カチオンとしては、式(b2−3)で表される有機カチオンのうち、以下の有機カチオンも好適なものとして挙げることができる。

Figure 2012155314
Moreover, as an organic cation, the following organic cations can also be mentioned as a suitable thing among the organic cations represented by Formula (b2-3).
Figure 2012155314

酸発生剤(B1)は上述のスルホン酸アニオン及び上述の有機カチオンの組合せである。これらは任意に組み合わせることができる。その組み合わせを表1に示す。なお、表1において、式(b1−s−1)で表されるスルホン酸アニオンなどを、その式番号に応じて、「(b1−s−1)」などと表し、式(b2−c−1)で表される有機カチオンなどを、その式番号に応じて、「(b2−c−1)」などと表す。   The acid generator (B1) is a combination of the above sulfonic acid anion and the above organic cation. These can be arbitrarily combined. The combinations are shown in Table 1. In Table 1, the sulfonate anion represented by the formula (b1-s-1) is represented as “(b1-s-1)” according to the formula number, and the formula (b2-c- The organic cation represented by 1) is represented as “(b2-c-1)” or the like according to the formula number.

Figure 2012155314
Figure 2012155314

さらに好ましい酸発生剤(B1)を具体的に示す。このような酸発生剤(B1)は、以下の式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−4)、式(B1−5)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−8)、式(B1−9)、式(B1−10)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)、式(B1−14)、式(B1−15)、式(B1−16)及び式(B1−17)のいずれかで表されるものである。中でも、酸発生剤(B)は、中でもトリフェニルスルホニウムカチオンを含む塩及びトリトリルスルホニウムカチオンを含む塩が好ましく酸発生剤(B1)である、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)及び式(B1−14)のいずれかで表される塩がより好ましい。また、すでに述べたように、Yが置換基を有していてもよい脂環式炭化水素基が好ましいので、この点では、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)及び式(B1−11)のいずれかで表される塩がより好ましい。   More preferred acid generator (B1) is specifically shown. Such an acid generator (B1) has the following formula (B1-1), formula (B1-2), formula (B1-3), formula (B1-4), formula (B1-5), formula (B) B1-6), formula (B1-7), formula (B1-8), formula (B1-9), formula (B1-10), formula (B1-11), formula (B1-12), formula (B1) −13), Formula (B1-14), Formula (B1-15), Formula (B1-16), and Formula (B1-17). Among them, the acid generator (B) is preferably a salt containing a triphenylsulfonium cation or a salt containing a tolylsulfonium cation, and the acid generator (B1) is preferably the acid generator (B1) or (B1-3). A salt represented by any of the formulas (B1-6), (B1-7), (B1-11), (B1-12), (B1-13) and (B1-14): Is more preferable. Further, as already described, Y is preferably an alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent. Therefore, in this respect, formula (B1-2), formula (B1-3), formula (B1 −6), a salt represented by any one of formulas (B1-7) and (B1-11) is more preferable.

Figure 2012155314
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Figure 2012155314
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Figure 2012155314
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酸発生剤(B)は、酸発生剤(B1)とは異なる酸発生剤を含んでいてもよい。この場合は、酸発生剤(B)の総量における酸発生剤(B1)の含有割合は、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。ただし、本レジスト組成物における酸発生剤(B)は、実質的に酸発生剤(B1)のみであることがさらに好ましい。   The acid generator (B) may contain an acid generator different from the acid generator (B1). In this case, the content ratio of the acid generator (B1) in the total amount of the acid generator (B) is preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. However, the acid generator (B) in the resist composition is more preferably substantially only the acid generator (B1).

<塩基性化合物(C)>
本レジスト組成物は、塩基性化合物(C)を含むことが好ましい。塩基性化合物(C)は上述のとおり、本技術分野でクエンチャーと呼ばれるものである。
<Basic compound (C)>
The resist composition preferably contains a basic compound (C). As mentioned above, the basic compound (C) is called a quencher in this technical field.

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であり、例えばアミン及び、塩基性のアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンのいずれでもよい。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)で表される化合物〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。

Figure 2012155314
[式(C1)中、
c1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。] The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and basic ammonium salts. As the amine, either an aliphatic amine or an aromatic amine may be used. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The basic compound (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to a compound represented by the formula (C8), more preferably a compound represented by the formula (C1-1). It is done.
Figure 2012155314
[In the formula (C1),
R c1 , R c2 and R c3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group The hydrogen atom contained is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It may be. ]

Figure 2012155314
[式(C1−1)中、
c2及びRc3は、上記と同じ意味を表す。
c4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4は、互いに同一でも異なっていてもよい。]
Figure 2012155314
[In the formula (C1-1),
R c2 and R c3 represent the same meaning as described above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, a plurality of R c4 s may be the same as or different from each other. ]

Figure 2012155314
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
c5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
c9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9は同一でも異なっていてもよい。]
アルカノイル基としては、アセチル基、2−メチルアセチル基、2,2−ジメチルアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、2,2−ジメチルプロピオニル基等が挙げられる。
Figure 2012155314
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4),
R c5 , R c6 , R c7 and R c8 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, the plurality of R c9 may be the same or different. ]
Examples of the alkanoyl group include acetyl group, 2-methylacetyl group, 2,2-dimethylacetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, pentanoyl group, and 2,2-dimethylpropionyl group.

Figure 2012155314
[式(C5)及び式(C6)中、
c10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
c14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14は同一でも異なっていてもよく、p3が2以上であるとき、複数のRc15は同一でも異なっていてもよい。
c1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012155314
[In Formula (C5) and Formula (C6),
R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently represent the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3. When o3 is 2 or more, the plurality of R c14 may be the same or different. When p3 is 2 or more, the plurality of R c15 is It may be the same or different.
L c1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

Figure 2012155314
[式(C7)及び式(C8)中、
c18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18は同一でも異なっていてもよく、r3が2以上であるとき、複数のRc19は同一でも異なっていてもよく、s3が2以上であるとき、複数のRc20は同一でも異なっていてもよい。
c2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012155314
[In Formula (C7) and Formula (C8),
R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently represent the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represents an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, a plurality of R c18 may be the same or different. When r3 is 2 or more, a plurality of Rc18 c19 may be the same or different, and when s3 is 2 or more, a plurality of Rc20 may be the same or different.
L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、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、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及び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、これらの中でも、ジイソプロピルアニリンが好ましく、2,6−ジイソプロピルアニリンが特に好ましい。   Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2- And diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and the like. Diisopropylaniline are preferred, 2,6-diisopropylaniline are especially preferable.

式(C2)で表される化合物としては、ピペラジンなどが挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリンなどが挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、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。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール、4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン、4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、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’−ジピコリルアミン及びビピリジンなどが挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 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′-dipiconylamine, bipyridine and the like.

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(D)>
本レジスト組成物に含有される溶剤(D)は、用いる樹脂(A)などの種類及びその量と、酸発生剤(B)の種類及びその量などに応じ、さらに後述するレジストパターンの製造において、基板上に本レジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
<Solvent (D)>
The solvent (D) contained in the resist composition is used in the production of a resist pattern, which will be described later, according to the type and amount of the resin (A) used and the type and amount of the acid generator (B). From the viewpoint of good coating properties when the resist composition is applied onto the substrate, an optimal one can be selected as appropriate.

好適な溶剤(D)の例としては、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などの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などの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などのエステル類;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などのケトン類;γ−ブチロラクトンなどの環状エステル類を挙げることができる。溶剤は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of suitable solvents (D) 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 Examples thereof include esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; and cyclic esters such as γ-butyrolactone. Only 1 type may be used for a solvent and it may use 2 or more types together.

<その他の成分>
本レジスト組成物は、樹脂(A)及び酸発生剤(B)、必要に応じて用いられる溶剤(D)及び塩基性化合物(C)以外の構成成分を、必要に応じて含有していてもよい。この構成成分を場合により「成分(F)」という。かかる成分(F)に特に限定はなく、本技術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、安定剤及び染料などである。
<Other ingredients>
This resist composition may contain components other than the resin (A) and the acid generator (B), the solvent (D) used as necessary, and the basic compound (C) as necessary. Good. This component is sometimes referred to as “component (F)”. Such component (F) is not particularly limited, and includes additives known in the art, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, and dyes.

<本レジスト組成物の調製>
本レジスト組成物は、樹脂(A)及び酸発生剤(B)並びに、必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)、溶剤(D)及び成分(F)を混合することで調製することができる。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂などの種類や樹脂等の溶剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて選べばよく、0.5〜24時間が好ましい。なお、混合手段は特に限定されず、攪拌混合などを用いることができる。
このように、各成分を混合した後は、孔径0.01〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。
<Preparation of the present resist composition>
This resist composition can be prepared by mixing the resin (A), the acid generator (B), and the basic compound (C), the solvent (D) and the component (F) used as necessary. it can. In such mixing, the mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select an appropriate temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the kind etc. of resin, the solubility with respect to solvent (E), such as resin. What is necessary is just to select mixing time according to mixing temperature, and 0.5 to 24 hours are preferable. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
Thus, after mixing each component, it is preferable to filter using a filter with a pore diameter of about 0.01 to 0.2 μm.

本レジスト組成物に対する樹脂(A)の含有量は、本レジスト組成物の固形分の総質量に対して、80質量%以上99質量%以下が好ましい。「固形分」とは、本発明のレジスト組成物から溶剤(D)を除いた成分の合計を意味する。溶剤(D)の含有量が90質量%である場合、本発明のレジスト組成物総質量に対する固形分の含有量は10質量%に該当する。   The content of the resin (A) in the resist composition is preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less with respect to the total mass of the solid content of the resist composition. “Solid content” means the total of components excluding the solvent (D) from the resist composition of the present invention. When content of a solvent (D) is 90 mass%, content of solid content with respect to the resist composition total mass of this invention corresponds to 10 mass%.

本レジスト組成物における酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)の総質量100質量部に対して、好ましくは1質量部以上であり、より好ましくは3質量部以上であり、好ましくは30質量部以下であり、より好ましくは25質量部以下である。   The content of the acid generator (B) in the resist composition is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, preferably 100 parts by mass of the total mass of the resin (A). Is 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less.

本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を用いる場合、その含有量は、本レジスト組成物の固形分の総質量に対して、0.01〜1質量%程度が好ましい。   When the basic compound (C) is used in the resist composition, the content is preferably about 0.01 to 1% by mass with respect to the total mass of the solid content of the resist composition.

本レジスト組成物に溶剤(D)を用いる場合、その含有量は、樹脂(A)の種類などに応じて適宜調節できる。溶剤(D)の含有量は、本レジスト組成物の総質量に対して、好ましくは90質量%以上、より好ましくは92質量%以上であり、さらに好ましくは94質量%以上であり、好ましくは99質量%以下であり、より好ましくは99.9質量%以下である。
レジスト組成物がこのような含有量で溶剤(D)を含有することにより、後述するレジストパターンの製造方法において、厚み30〜300nm程度の薄い組成物層を形成することができる。
When the solvent (D) is used in the resist composition, the content can be appropriately adjusted according to the type of the resin (A). The content of the solvent (D) is preferably 90% by mass or more, more preferably 92% by mass or more, still more preferably 94% by mass or more, and preferably 99% by mass with respect to the total mass of the resist composition. It is at most 9 mass%, more preferably at most 99.9 mass%.
When the resist composition contains the solvent (D) at such a content, a thin composition layer having a thickness of about 30 to 300 nm can be formed in the resist pattern manufacturing method described later.

樹脂(A)、酸発生剤(B)、溶剤(D)及び塩基性化合物(C)の各々の含有量は、レジスト組成物を調製する際の各々の使用量により制御可能であり、レジスト組成物を調製後には、本発明のレジスト組成物を、例えばガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー等の公知の分析手段に供して求めることもできる。   The content of each of the resin (A), the acid generator (B), the solvent (D), and the basic compound (C) can be controlled by the amount used in preparing the resist composition. After preparing the product, the resist composition of the present invention can be obtained by using a known analysis means such as gas chromatography or liquid chromatography.

なお、成分(F)を本発明のレジスト組成物に用いる場合には、当該成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を調節することもできる。   In addition, when using a component (F) for the resist composition of this invention, suitable content can also be adjusted according to the kind of the said component (F).

<レジストパターンの製造方法>
本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法は、ポジ型レジストパターンの製造方法であり、具体的には以下の、
(1)本レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(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。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern using the present resist composition is a method for producing a positive resist pattern. Specifically,
(1) a step of applying the resist composition on a substrate;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A step of heating the composition layer after exposure and (5) a step of developing the heated composition layer using a developing device. Hereinafter, each of the steps shown here is referred to as “step (1)” to “step (5)”.

工程(1)における本レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーターなど、半導体の微細加工のレジスト材料塗布用として広く用いられている塗布装置によって行うことができる。このようにして基板上に、本レジスト組成物からなる塗布膜が形成される。当該塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、該塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験などを行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本レジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、本レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜の形成には例えば、市販の有機反射防止膜用組成物を用いることができる。   Application of the resist composition on the substrate in the step (1) can be performed by a coating apparatus widely used for applying a resist material for semiconductor microfabrication, such as a spin coater. In this way, a coating film made of the present resist composition is formed on the substrate. The film thickness of the coating film can be adjusted by variously adjusting the conditions (coating conditions) of the coating apparatus, and by applying an appropriate preliminary experiment, the coating film can be applied to have a desired film thickness. You can choose the conditions. Various substrates to be subjected to microfabrication can be selected as the substrate before applying the resist composition. The substrate may be washed or an antireflection film may be formed before applying the resist composition. For example, a commercially available composition for an organic antireflection film can be used for forming the antireflection film.

工程(2)においては、基板上に塗布された本レジスト組成物、すなわち塗布膜を乾燥させて、溶剤〔溶剤(D)〕を除去する。このような乾燥は、例えば、ホットプレートなどの加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該塗布膜から溶剤(D)を蒸発させることにより行われる。乾燥の条件は、本レジスト組成物に含有される溶剤(D)の種類等に応じて選択でき、例えばホットプレートの場合、該ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にすることが好ましい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、塗布膜が形成された基板を封入した後、該減圧機の内部圧力を1〜1.0×10Pa程度にすればよい。このようにして塗布膜を乾燥させることにより、該基板上には組成物層が形成される。 In step (2), the resist composition applied on the substrate, that is, the coating film is dried to remove the solvent [solvent (D)]. Such drying is performed by, for example, heating means (so-called pre-baking) using a heating device such as a hot plate, decompression means using a decompression device, or a combination of these means from the coating film to the solvent (D). Is performed by evaporating. The drying conditions can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in the case of a hot plate, the surface temperature of the hot plate should be in the range of about 50 to 200 ° C. preferable. In the decompression means, after the substrate on which the coating film is formed is sealed in an appropriate decompressor, the internal pressure of the decompressor may be set to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. By drying the coating film in this manner, a composition layer is formed on the substrate.

工程(3)は該組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光するものである。この際には、微細加工を実施しようとする所望のパターンが形成されたマスク(フォトマスク)を介して露光が行われる。露光機の露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(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など、種々のものを用いることができる。また、該露光機は液浸露光機であってもよい。また、露光機は、電子線又は超紫外光(EUV)を照射するものであってもよい。
上述のとおり、マスクを介して露光することにより、該組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる酸発生剤が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸の作用により、樹脂(A)にある酸不安定基が脱保護反応により親水性基を生じ、結果として露光部の組成物層にある樹脂(A)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けていないため、樹脂(A)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。このように、露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違することとなる。
Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably the composition layer is exposed using an exposure machine. At this time, exposure is performed through a mask (photomask) on which a desired pattern to be finely processed is formed. As an exposure light source of the exposure machine, an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), or a solid-state laser light source (YAG In addition, various lasers such as those that emit laser light from a far ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region by converting the wavelength of laser light from a semiconductor laser or the like can be used. The exposure machine may be an immersion exposure machine. Further, the exposure machine may irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV).
As described above, by exposing through a mask, an exposed portion (exposed portion) and an unexposed portion (unexposed portion) are generated in the composition layer. In the composition layer of the exposed portion, the acid generator contained in the composition layer receives exposure energy to generate an acid, and the acid labile group in the resin (A) is deprotected by the action of the generated acid. As a result, a hydrophilic group is formed, and as a result, the resin (A) in the composition layer of the exposed portion becomes soluble in the alkaline aqueous solution. On the other hand, since the exposure energy is not received in the unexposed area, the resin (A) remains insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution. Thus, the solubility with respect to aqueous alkali solution will differ significantly between the composition layer in an exposed part, and the composition layer in an unexposed part.

工程(4)においては、露光部で生じうる脱保護基反応を、さらにその進行を促進するための加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)が行われる。かかる加熱処理は前記工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段などが好ましい。なお、工程(4)におけるホットプレート加熱を行う場合、該ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がより好ましい。   In the step (4), a heat treatment (so-called post-exposure baking) for further promoting the progress of the deprotecting group reaction that may occur in the exposed portion is performed. Such heat treatment is preferably the heating means using the hot plate shown in the step (2). In addition, when performing hot plate heating in a process (4), about 50-200 degreeC is preferable and the surface temperature of this hot plate has more preferable about 70-150 degreeC.

工程(5)は、加熱後の組成物層を現像する工程であり、好ましくは、加熱後の組成物層を現像装置を用いて現像する工程である。現像する工程で、加熱後の組成物層をアルカリ水溶液と接触させると、露光部の組成物層は該アルカリ水溶液に溶解して除去され、未露光部の組成物層は基板上に残るため、当該基板上にレジストパターンが製造される。
前記アルカリ水溶液としては、「アルカリ現像液」と称される本技術分野で公知のものを用いることができる。該アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液や(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)の水溶液などが挙げられる。
Step (5) is a step of developing the heated composition layer, and preferably a step of developing the heated composition layer using a developing device. In the step of developing, when the heated composition layer is brought into contact with an alkaline aqueous solution, the exposed composition layer is dissolved and removed in the alkaline aqueous solution, and the unexposed composition layer remains on the substrate. A resist pattern is manufactured on the substrate.
As the alkaline aqueous solution, those known in this technical field called “alkaline developer” can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).

現像後、製造されたレジストパターンに、超純水などでリンス処理を行うことが好ましく、さらに基板及びレジストパターン上に残存している水分を除去することが好ましい。   After development, the manufactured resist pattern is preferably rinsed with ultrapure water or the like, and water remaining on the substrate and the resist pattern is preferably removed.

以上のような工程(1)〜工程(5)を含むレジストパターン製造方法によれば、本レジスト組成物は、優れたLERのレジストパターンを製造できる。   According to the resist pattern manufacturing method including the steps (1) to (5) as described above, the resist composition can manufacture an excellent LER resist pattern.

<用途>
本レジスト組成物は、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、電子線(EB)照射用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物として好適である。
<Application>
This resist composition is suitable as a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) irradiation, or a resist composition for an EUV exposure machine. .

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)
なお、樹脂中の構造単位の比率(共重合比)は、樹脂製造後の反応液に残存しているモノマーを高速液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーにより定量し、樹脂製造に消費されたモノマー各々の量を求めることで算出した。
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)
The ratio of the structural units in the resin (copolymerization ratio) is determined by quantifying the monomer remaining in the reaction liquid after resin production by high-performance liquid chromatography or gas chromatography, and for each monomer consumed in resin production. Calculated by determining the amount.

実施例及び比較例において使用した化合物(モノマー)を下記に示す。以下、これらのモノマーをその式番号に応じて、「モノマー(a1−1−2)」、「モノマー(I)」などという。なお、モノマー(I1)などは例えば、特許文献1記載の方法で製造できる。

Figure 2012155314
The compounds (monomers) used in Examples and Comparative Examples are shown below. Hereinafter, these monomers are referred to as “monomer (a1-1-2)”, “monomer (I)”, etc., depending on the formula number. In addition, a monomer (I1) etc. can be manufactured by the method of patent document 1, for example.
Figure 2012155314

合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I1)を用い、そのモル比[モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(I1)]が32:7:8:48:5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.5×10の樹脂A1(共重合体)を収率68%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−2):構造単位(a1−2−3):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−1−1):構造単位(I1)=23.7:8.2:9.4:52.6:6.1であった[なお、ここでいう「構造単位(a1−1−2)」は、モノマー(a1−1−2)から誘導された構造単位であり、以下、モノマー式番号に応じて、構造単位の種類を称することとする]。

Figure 2012155314
Synthesis Example 1 [Synthesis of Resin A1]
As the monomer, the monomer (a1-1-2), the monomer (a1-2-3), the monomer (a2-1-1), the monomer (a3-1-1) and the monomer (I1) are used, and the molar ratio [ Monomer (a1-1-3): Monomer (a1-2-3): Monomer (a2-1-1): Monomer (a3-1-1): Monomer (I1)] is 32: 7: 8: 48: The mixture was mixed so that the total monomer amount was 1.5 mass times of dioxane to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.5. × 10 3 of the resin A1 (copolymer) was obtained in 68% yield. This resin A1 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit is as follows: structural unit (a1-1-2): structural unit (a1-2-3): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-1-1): structure Unit (I1) = 23.7: 8.2: 9.4: 52.6: 6.1 [Note that “structural unit (a1-1-2)” here is monomer (a1- 1-2), which is hereinafter referred to as the type of structural unit according to the monomer formula number].
Figure 2012155314

合成例2〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(I1))が32:7:8:13:33:7となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.6×10の樹脂A2(共重合体)を収率65%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−3):構造単位(a1−2−3):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−2−3):構造単位(a3−1−1):構造単位(I1)=23.8:8.1:9.1:14.2:37.2:7.6であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 2 [Synthesis of Resin A2]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3), monomer (a3-1-1) and monomer ( I1) and its molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1) -1): The monomer (I1)) was mixed so as to be 32: 7: 8: 13: 33: 7, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.6. × 10 3 of the resin A2 (copolymer) was obtained in a yield of 65%. This resin A2 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit is as follows: structural unit (a1-1-3): structural unit (a1-2-3): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-2-3): structure Unit (a3-1-1): Structural unit (I1) = 23.8: 8.1: 9.1: 14.2: 37.2: 7.6.
Figure 2012155314

合成例3〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(I1))が40:10:45:5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.2×10の樹脂A3(共重合体)を収率68%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−2):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−1−1):構造単位(I1)=29.7:11.2:53.1:6.0であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 3 [Synthesis of Resin A3]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a2-1-1), monomer (a3-1-1) and monomer (I1) are used, and the molar ratio (monomer (a1-1-3): Monomer (a2-1-1): monomer (a3-1-1): monomer (I1)) is mixed so as to be 40: 10: 45: 5, and 1.5 mass times of the total amount of dioxane is added. In addition, a solution was obtained. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.2. × 10 3 of the resin A3 (copolymer) was obtained in 68% yield. This resin A3 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit was as follows: structural unit (a1-1-2): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-1-1): structural unit (I1) = 29.7: 11 2: 53.1: 6.0.
Figure 2012155314

合成例4〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1))が50:25:25となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを80℃で約8時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量9.2×10の樹脂A4(共重合体)を収率60%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−2):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−1−1)=42.6:28.7:28.7であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 4 [Synthesis of Resin A4]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a2-1-1) and monomer (a3-1-1) were used, and the molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a2-1) -1): The monomer (a3-1-1)) was mixed so as to be 50:25:25, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 80 ° C. for about 8 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 9.2. A × 10 3 resin A4 (copolymer) was obtained in a yield of 60%. This resin A4 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit was as follows: structural unit (a1-1-2): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-1-1) = 42.6: 28.7: 28.7 Met.
Figure 2012155314

合成例5〔樹脂A5の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I2)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(I2))が32:7:8:13:33:7となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.7×10の樹脂A5(共重合体)を収率72%で得た。この樹脂A5は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−3):構造単位(a1−2−3):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−2−3):構造単位(a3−1−1):構造単位(I2)=23.9:8.0:9.1:14.3:37.4:7.3であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 5 [Synthesis of Resin A5]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3), monomer (a3-1-1) and monomer ( The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1) -1): The monomer (I2)) was mixed so as to be 32: 7: 8: 13: 33: 7, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered twice. The weight average molecular weight was 7.7. × give 10 third resin A5 (copolymer) in 72% yield. This resin A5 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit is as follows: structural unit (a1-1-3): structural unit (a1-2-3): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-2-3): structure Unit (a3-1-1): Structural unit (I2) = 23.9: 8.0: 9.1: 14.3: 37.4: 7.3.
Figure 2012155314

合成例6〔樹脂A6の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I3)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(I3))が32:7:8:13:33:7となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.9×10の樹脂A6(共重合体)を収率70%で得た。この樹脂A6は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−3):構造単位(a1−2−3):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−2−3):構造単位(a3−1−1):構造単位(I3)=23.6:8.0:9.0:14.2:37.3:7.9であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 6 [Synthesis of Resin A6]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3), monomer (a3-1-1) and monomer ( The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1) -1): The monomer (I3)) was mixed so as to be 32: 7: 8: 13: 33: 7, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.9. A × 10 3 resin A6 (copolymer) was obtained in a yield of 70%. This resin A6 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit is as follows: structural unit (a1-1-3): structural unit (a1-2-3): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-2-3): structure Unit (a3-1-1): Structural unit (I3) = 23.6: 8.0: 9.0: 14.2: 37.3: 7.9.
Figure 2012155314

合成例7〔樹脂A7の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I4)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(I4))が32:7:8:13:33:7となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.5×10の樹脂A7(共重合体)を収率69%で得た。この樹脂A7は、以下の構造単位を有するものである。各構造単位の共重合比は、構造単位(a1−1−3):構造単位(a1−2−3):構造単位(a2−1−1):構造単位(a3−2−3):構造単位(a3−1−1):構造単位(I4)=23.9:8.1:9.1:14.4:37.6:6.9であった。

Figure 2012155314
Synthesis Example 7 [Synthesis of Resin A7]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3), monomer (a3-1-1) and monomer ( The molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1) -1): The monomer (I4)) was mixed so as to be 32: 7: 8: 13: 33: 7, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.5. × 10 3 of the resin A7 (copolymer) was obtained in 69% yield. This resin A7 has the following structural units. The copolymerization ratio of each structural unit is as follows: structural unit (a1-1-3): structural unit (a1-2-3): structural unit (a2-1-1): structural unit (a3-2-3): structure Unit (a3-1-1): Structural unit (I4) = 23.9: 8.1: 9.1: 14.4: 37.6: 6.9.
Figure 2012155314

実施例1〜7及び比較例1
<レジスト組成物の調製>
合成例1〜7で得られた樹脂A1〜A7;
以下に示す酸発生剤B1〜B2;
以下に示す塩基性化合物C1;
の各々を表2に示す質量部で、以下に示す溶剤に溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。
Examples 1-7 and Comparative Example 1
<Preparation of resist composition>
Resins A1 to A7 obtained in Synthesis Examples 1 to 7;
Acid generators B1 to B2 shown below;
Basic compound C1 shown below;
Each was dissolved in the solvent shown below in parts by mass shown in Table 2, and further filtered through a fluororesin filter having a pore diameter of 0.2 μm to prepare a resist composition.

Figure 2012155314
Figure 2012155314

<樹脂>
A1:樹脂A1
A2:樹脂A2
A3:樹脂A3
A4:樹脂A4
A5:樹脂A5
A6:樹脂A6
A7:樹脂A7
<酸発生剤>
B1:

Figure 2012155314
B2:
Figure 2012155314
<Resin>
A1: Resin A1
A2: Resin A2
A3: Resin A3
A4: Resin A4
A5: Resin A5
A6: Resin A6
A7: Resin A7
<Acid generator>
B1:
Figure 2012155314
B2:
Figure 2012155314

<塩基性化合物:クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)
<Basic compound: Quencher>
C1: 2,6-diisopropylaniline (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)

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

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。
次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
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2の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト組成物膜を形成したウェハに、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偏向]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。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表2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い、レジストパターンを得た。
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。
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.
Subsequently, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm.
The obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 2. Using the ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY deflection] on the wafer on which the resist composition film is formed in this manner, the exposure amount is stepwise. The line and space pattern was subjected to immersion exposure. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed on the hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 2 for 60 seconds.
Further, paddle development was performed for 60 seconds with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution to obtain a resist pattern.
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振れ幅を求めた。
その結果を表3に示す。
Line edge roughness evaluation (LER): The wall surface of the resist pattern after the lithography process was observed with a scanning electron microscope, and the fluctuation width of the unevenness on the side wall of the resist pattern was determined.
The results are shown in Table 3.

Figure 2012155314
Figure 2012155314

本レジスト組成物は、半導体の微細加工などに有用である。   This resist composition is useful for fine processing of semiconductors.

Claims (6)

式(I)で表される構造単位を有する樹脂と、酸発生剤とを含有するポジ型レジスト組成物。
Figure 2012155314
[式(I)中、
及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基を表すか、R及びRが互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数5〜20の環を形成する。
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基又は式(a−1)で表される基を表す。
Figure 2012155314
(式(a−1)中、
sは0又は1の整数を表す。
10及びX11は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
10、A11及びA12は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基を表し、X10、X11、A10、A11及びA12の炭素数の合計は17以下である。)
mは0又は1の整数を表す。]
A positive resist composition comprising a resin having a structural unit represented by formula (I) and an acid generator.
Figure 2012155314
[In the formula (I),
R 1 and R 2 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or R 1 and R 2 are bonded to each other, and together with the carbon atom to which they are bonded, 5 to 20 carbon atoms. Form a ring.
R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
T 1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or a group represented by the formula (a-1).
Figure 2012155314
(In the formula (a-1),
s represents an integer of 0 or 1.
X 10 and X 11 each independently represent an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A 10 , A 11 and A 12 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, and the total number of carbon atoms of X 10 , X 11 , A 10 , A 11 and A 12 Is 17 or less. )
m represents an integer of 0 or 1. ]
前記樹脂が、前記式(I)のR及びRが、互いに結合してシクロヘキサン環を形成する構造単位を有する請求項1記載のポジ型レジスト組成物。 The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin has a structural unit in which R 1 and R 2 in the formula (I) are bonded to each other to form a cyclohexane ring. 前記樹脂が、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂である請求項1又は2記載のポジ型レジスト組成物。   3. The positive resist composition according to claim 1, wherein the resin is a resin that is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and can be dissolved in an aqueous alkaline solution by the action of an acid. さらに、塩基性化合物を含有する請求項1〜3のいずれか記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, further comprising a basic compound. さらに、溶剤(D)を含む請求項1〜4のいずれか記載のポジ型レジスト組成物。   The positive resist composition according to claim 1, further comprising a solvent (D). (1)請求項1〜5のいずれか記載のポジ型レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程
を含むパターン形成方法。
(1) The process of apply | coating the positive resist composition in any one of Claims 1-5 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) A pattern forming method including a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the heated composition layer using a developing device.
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