JP2012229199A - Salt, photoresist composition, and method for producing resist pattern - Google Patents

Salt, photoresist composition, and method for producing resist pattern Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition capable of producing a resist pattern with an excellent focus margin (DOF).SOLUTION: There is provided a salt represented by formula (I), wherein Qand Qeach independently represent a fluorine atom or a 1-6C perfluoroalkyl group; Lrepresents *-CO-O-, *-CO-O-(CH)-CO-O-, *-CH-O-CO-, or *-CO-O-(CH)-O-CO- (wherein *represents a bonding hand with a carbon atom of -C(Q)(Q)-, and l represents an integer of 1-6); m represents an integer of 0-2, n represents an integer of 1-12, and o represents 0 or 1; Rrepresents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a hydroxy group; and Z1represents an organic counter ion.

Description

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

特許文献1には、酸発生剤用の塩として、p−トリルジフェニルスルホニウム パーフルオロオクタンスルホネートを含有するレジスト組成物が記載されている。   Patent Document 1 describes a resist composition containing p-tolyldiphenylsulfonium perfluorooctane sulfonate as a salt for an acid generator.

特開2002−296783号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-296783

従来から知られる上記の酸発生剤を含有するフォトレジスト組成物では、得られるパターンのCD均一性(CDU)が必ずしも十分に満足できない場合があった。   Conventionally known photoresist compositions containing the above-mentioned acid generators may not always satisfy the CD uniformity (CDU) of the resulting pattern.

本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される塩。

Figure 2012229199
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、*−CO−O−、*−CO−O−(CH−CO−O−、*−CH−O−CO−又は*−CO−O−(CH−O−CO−(*は、−C(Q)(Q)−の炭素原子との結合手を表し、lは1〜6の整数を表す。)を表す。
mは0〜2の整数を表し、nは1〜12の整数を表し、oは0又は1を表す。
は、水素原子、フッ素原子又はヒドロキシ基を表す。)
Z1は、有機対イオンを表す。] The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I).
Figure 2012229199
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 is, * 1 -CO-O -, * 1 -CO-O- (CH 2) l--CO O -, * 1 -CH 2 -O-CO- or * 1 -CO-O- (CH 2) l -O-CO - ( * 1 is, -C (Q 1) (Q 2) - represents a bond to the carbon atoms of, l represents represents) an integer of 1-6..
m represents an integer of 0 to 2, n represents an integer of 1 to 12, and o represents 0 or 1.
R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a hydroxy group. )
Z1 + represents an organic counter ion. ]

〔2〕前記〔1〕記載の塩を含有する酸発生剤。
〔3〕前記〔2〕記載の酸発生剤と樹脂とを含み、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、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レジスト組成物。
〔4〕さらに塩基性化合物を含む前記〔3〕記載のレジスト組成物。
〔5〕さらに塩基性化合物を含む前記〔3〕又は〔4〕記載のレジスト組成物。
〔6〕(1)前記〔3〕〜前記〔5〕のいずれかに記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
[2] An acid generator containing the salt according to [1].
[3] The acid generator according to [2] and a resin, wherein the resin has an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. A resist composition, which is a resin that can be dissolved in water.
[4] The resist composition according to [3], further including a basic compound.
[5] The resist composition according to [3] or [4], further including a basic compound.
[6] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [3] 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 step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern including a step of developing the composition layer after heating.

酸発生剤として本発明の塩を含むレジスト組成物を用いれば、優れたCD均一性(CDU)を有するレジストパターンを製造することができる。   If the resist composition containing the salt of the present invention is used as an acid generator, a resist pattern having excellent CD uniformity (CDU) can be produced.

<塩>
本発明の塩は、式(I)で表される塩(以下「塩(I)」という場合がある)である。

Figure 2012229199
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、*−CO−O−、*−CO−O−(CH−CO−O−、*−CH−O−CO−又は*−CO−O−(CH−O−CO−(*は、−C(Q)(Q)−の炭素原子との結合手を表し、lは1〜6の整数を表す。)を表す。
mは0〜2の整数を表し、nは1〜12の整数を表し、oは0又は1を表す。
は、水素原子、フッ素原子またはヒドロキシ基を表す。)
Z1は、有機対イオンを表す。]
塩(I)のうち、正電荷を有する側を「有機カチオン」と、負電荷を有する側を「スルホン酸アニオン」と、それぞれ称することがある。 <Salt>
The salt of the present invention is a salt represented by the formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “salt (I)”).
Figure 2012229199
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 is, * 1 -CO-O -, * 1 -CO-O- (CH 2) l--CO O -, * 1 -CH 2 -O-CO- or * 1 -CO-O- (CH 2) l -O-CO - ( * 1 is, -C (Q 1) (Q 2) - represents a bond to the carbon atoms of, l represents represents) an integer of 1-6..
m represents an integer of 0 to 2, n represents an integer of 1 to 12, and o represents 0 or 1.
R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a hydroxy group. )
Z1 + represents an organic counter ion. ]
In the salt (I), the side having a positive charge may be referred to as an “organic cation”, and the side having a negative charge may be referred to as a “sulfonate anion”.

及びQ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、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
式(I)におけるQ1及びQ2は、それぞれ独立に、好ましくはトリフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
Examples of the perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2 include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoro sec-butyl group, a perfluoro tert-butyl group, and a perfluoropentyl group. And perfluorohexyl group.
Q 1 and Q 2 in formula (I) are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.

としては、例えば、以下で表される2価の基などが挙げられる。

Figure 2012229199
Examples of L 1 include divalent groups represented by the following.
Figure 2012229199

−(CH−(CF−(CH−R(*は、Lとの結合手を表す。)としては、例えば、以下で表される基などが挙げられる。

Figure 2012229199
* 2 - (CH 2) m - (CF 2) n - (CH 2) o -R 1 (. * 2 is representative of a bond to L 1) include, for example, a group represented by the following Is mentioned.
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

式(I)で表される塩のアニオンとして、以下に示すスルホン酸アニオンが挙げられる。

Figure 2012229199
Examples of the anion of the salt represented by the formula (I) include the sulfonate anions shown below.
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Z1で表される有機対イオンとしては、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、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等の有機オニウムカチオンが挙げられる。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、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。 Examples of the organic counter ion represented by Z1 + include organic onium cations such as an organic sulfonium cation, an organic iodonium cation, an organic ammonium cation, a benzothiazolium cation, and an organic phosphonium cation. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and an arylsulfonium cation is more preferable.

さらに好ましくは、以下の式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される有機カチオン〔以下、各式の番号に応じて、「カチオン(b2−1)」、「カチオン(b2−2)」、「カチオン(b2−3)」及び「カチオン(b2−4)」という場合がある〕である。

Figure 2012229199
More preferably, an organic cation represented by any of the following formulas (b2-1) to (b2-4) [hereinafter, depending on the number of each formula, “cation (b2-1)”, “cation” (B2-2) "," cation (b2-3) "and" cation (b2-4) "in some cases.
Figure 2012229199

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。該アルキル基に含まれる水素原子は、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で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、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、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。また、Rb4とRb5が一緒になってイオウ原子を含む環を形成してもよい。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 , R b5 and R b6 each independently represent an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group may be substituted with a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and is included in the alicyclic hydrocarbon group. The hydrogen atom may be substituted with a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms or a glycidyloxy group, and the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, or a carbon number of 1 It may be substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 18 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. R b4 and R b5 may be combined to form a ring containing a sulfur atom.

b4とRb5が一緒になって形成してもよいイオウ原子を含む環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、イオウ原子を1以上含むものであれば、さらに、1以上のイオウ原子及び/又は1以上の酸素原子を含んでいてもよい。該環としては、炭素数3〜18の環が好ましく、炭素数4〜13の環がより好ましい。 The ring containing a sulfur atom which R b4 and R b5 may form together may be any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. If it contains one or more sulfur atoms, it may further contain one or more sulfur atoms and / or one or more oxygen atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 13 carbon atoms is more preferable.

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。m2が2以上である場合、複数のRb7の全部又は一部は同じであってもよい。n2が2以上である場合、複数のRb8の全部又は一部は同じであってもよい。
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. When m2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b7 may be the same. When n2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b8 may be the same.

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。
b12は、炭素数1〜12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し、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、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で置換されていてもよい。
b9とRb10は、それらが結合する硫黄原子とともに互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、Rb11とRb12は、それらが結合する−CH−CO−とともに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い。
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 b12 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and hydrogen contained in the aromatic hydrocarbon group The atom may be substituted with 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 an alkylcarbonyloxy group having 1 to 12 carbon atoms. Good.
R b9 and R b10 may be bonded to each other together with the sulfur atom to which they are bonded to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), and R b11 and R b12 are , And -CH-CO- to which they are bonded may form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring).

b13〜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の全部又は一部は同じであってもよい。p2が2以上であるとき、複数のRb14の全部又は一部は同じであってもよい。q2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。r2が2以上であるとき、複数のRb16の全部又は一部は同じであってもよい。s2が2以上であるとき、複数のRb15の全部又は一部は同じであってもよい。t2が2以上であるとき、複数のRb18の全部又は一部は同じであってもよい。
R b13 to R b18 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.
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, all or some of the plurality of R b13 may be the same. When p2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b14 may be the same. When q2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When r2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b16 may be the same. When s2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b15 may be the same. When t2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b18 may be the same.

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−エチルヘキシル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。*は、アダマンタン環又はシクロヘキサン環との結合手を表す。

Figure 2012229199
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group. .
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and dimethylcyclohexane. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a hexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic saturated hydrocarbon group include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, methylnorbornyl group, and the following groups. * Represents a bond with an adamantane ring or a cyclohexane ring.
Figure 2012229199
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.

アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基などが挙げら
れる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group, and a dodecyloxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Examples of the alkylcarbonyloxy group include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group, Examples thereof include a pentylcarbonyloxy group, a hexylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group, and a 2-ethylhexylcarbonyloxy group.

b9〜Rb12のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜12であり、特に、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好ましい。
b9〜Rb11の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12であり、特に、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好ましい。
b12の芳香族炭化水素基は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基及びナフチル基などが好ましい。
b12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものは、典型的にはアラルキル基である。
The alkyl group of R b9 to R b12 preferably has 1 to 12 carbon atoms, and in particular, a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group , A pentyl group, a hexyl group, an octyl group and a 2-ethylhexyl group are preferred.
The alicyclic hydrocarbon group of R b9 to R b11 preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and in particular, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclodecyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- (adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group are preferable.
The aromatic hydrocarbon group for R b12 includes a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a biphenylyl group, and A naphthyl group and the like are preferable.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.

b9とRb10とが結合する硫黄原子とともに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とが結合する−CH−CO−とともに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 ring formed together with the sulfur atom to which R b9 and R b10 are bonded include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and 1,4-oxathian-4-ium. A ring etc. are mentioned.
Examples of the ring formed with —CH—CO— in which R b11 and R b12 are bonded include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

式(b2−1)〜式(b2−4)でそれぞれ表される有機対イオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたカチオンが挙げられる。   Specific examples of the organic counter ion represented by each of formula (b2-1) to formula (b2-4) include cations described in JP 2010-204646 A.

中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機対イオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という場合がある。〕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 2012229199
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のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。Rb19〜Rb21から選ばれる2つが一緒になってヘテロ原子を有してもよい環を形成してもよい。
v2、w2及びx2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19の全部又は一部は同じであってもよい。w2が2以上のとき、複数のRb20の全部又は一部は同じであってもよい。x2が2以上のとき、複数のRb21の全部又は一部は同じであってもよい。 Among these, a cation (b2-1) is preferable, and an organic counter ion represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)” may be used. ], 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 2012229199
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 alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or carbon. The number 1-12 alkoxy group is represented. Two members selected from R b19 to R b21 may be combined to form a ring which may have a hetero atom.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5.
When v2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b19 may be the same. When w2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b20 may be the same. When x2 is 2 or more, all or some of the plurality of R b21 may be the same.

b19〜Rb21のアルキル基は、好ましくは炭素数が1〜12である。
脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数が4〜18である。
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。
v2、w2及びx2は、好ましくは0又は1である。
The alkyl group of R b19 to R b21 preferably has 1 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 18 carbon atoms.
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.
v2, w2 and x2 are preferably 0 or 1.

カチオン(b2−1−1)としては、以下のカチオンが挙げられる。

Figure 2012229199
Examples of the cation (b2-1-1) include the following cations.
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

カチオン(b2−2)としては、以下のカチオンが挙げられる。

Figure 2012229199
カチオン(b2−3)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 2012229199
Examples of the cation (b2-2) include the following cations.
Figure 2012229199
Examples of the cation (b2-3) include the following cations.
Figure 2012229199

塩(I)を、それを構成するスルホン酸アニオン及び有機対イオンの各々について説明したが、該塩(I)は該スルホン酸アニオン及び該有機対イオンの組合せである。該スルホン酸アニオンと該有機対イオンとは任意に組み合わせることができる。
塩(I)としては、例えば、下記表1の塩が挙げられる。
Although salt (I) has been described for each of its sulfonate anion and organic counterion, salt (I) is a combination of the sulfonate anion and organic counterion. The sulfonate anion and the organic counter ion can be arbitrarily combined.
Examples of the salt (I) include the salts shown in Table 1 below.

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

なかでも以下に示す塩が好ましい。

Figure 2012229199
Of these, the salts shown below are preferred.
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

塩(I)で表される化合物において、Lが*−CO−O−である式(I1)で表される化合物は、例えば、式(I1−a)で表される化合物と式(I1−b)で表される塩とを溶剤中で反応させることにより得ることができる。以下の式において、Q及びQ、m、n、o、R及びZ1は、上記と同じ意味を表す。
溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。

Figure 2012229199
In the compound represented by the salt (I), the compound represented by the formula (I1) in which L 1 is * 1 —CO—O— includes, for example, the compound represented by the formula (I1-a) and the formula (I It can be obtained by reacting the salt represented by I1-b) in a solvent. In the following formulas, Q 1 and Q 2 , m, n, o, R 1 and Z1 + represent the same meaning as described above.
Examples of the solvent include chloroform.
Figure 2012229199

式(I1−a)で表される化合物は、例えば、以下で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2012229199
Examples of the compound represented by the formula (I1-a) include compounds represented by the following.
Figure 2012229199

式(I1−b)で表される化合物は、式(I1−c)で表される塩と式(I1−d)で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより得ることができる。
溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。

Figure 2012229199
式(I−c)で表される塩は、例えば、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成することができる。 The compound represented by the formula (I1-b) can be obtained by reacting a salt represented by the formula (I1-c) with a compound represented by the formula (I1-d) in a solvent. .
Examples of the solvent include chloroform.
Figure 2012229199
The salt represented by the formula (Ic) can be synthesized, for example, by the method described in JP 2008-127367 A.

また、塩(I)で表される化合物において、Lが*−CH−O−CO−である式(I2)で表される化合物は、例えば、式(I2−a)で表される化合物と式(I2−b)で表される塩とを溶剤中で反応させることにより得ることができる。

Figure 2012229199
溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。 In addition, in the compound represented by the salt (I), the compound represented by the formula (I2) in which L 1 is * 1 —CH 2 —O—CO— is represented by, for example, the formula (I2-a). And a salt represented by the formula (I2-b) in a solvent.
Figure 2012229199
Examples of the solvent include chloroform.

式(I2−a)で表される化合物は、式(I2−c)で表される化合物と式(I2−d)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより得ることができる。

Figure 2012229199
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
式(I2−c)で表される化合物は、例えば、以下で表される化合物等が挙げられる。
Figure 2012229199
The compound represented by the formula (I2-a) can be obtained by reacting the compound represented by the formula (I2-c) with the compound represented by the formula (I2-d) in a solvent. .
Figure 2012229199
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
Examples of the compound represented by the formula (I2-c) include compounds represented by the following.
Figure 2012229199

式(I2−b)で表される塩は、式(I2−e)で表される塩を還元することにより得ることができる。

Figure 2012229199
この反応の溶媒としては、クロロホルムなどが用いられる。
この反応の還元剤としては、水素化アルミニウムリチウムなどが用いられる。
式(I2−e)で表される化合物は、例えば、特開2008−13551号公報に記載された方法で製造することができる。 The salt represented by the formula (I2-b) can be obtained by reducing the salt represented by the formula (I2-e).
Figure 2012229199
As a solvent for this reaction, chloroform or the like is used.
As a reducing agent for this reaction, lithium aluminum hydride or the like is used.
The compound represented by the formula (I2-e) can be produced, for example, by the method described in JP-A-2008-13551.

<酸発生剤>
本発明の酸発生剤は、塩(I)を含有する。本発明の酸発生剤は、1種又は2種以上の塩(I)を含んでもよい。
また、本発明の酸発生剤は、さらに、塩(I)以外の公知の酸発生剤としての塩(例えば、塩(I)に含まれる有機対イオン及び公知のアニオン(塩(I)に含まれるスルホン酸アニオン以外のアニオン)からなる塩並びに塩(I)に含まれるスルホン酸アニオン及び公知のカチオン(塩(I)に含まれる有機対イオン以外のカチオン)からなる塩等)を含んでいてもよい。酸発生剤に含まれる塩(I)以外の塩を「酸発生剤(B)」という場合がある。酸発生剤(B)は、1種又は2種以上の塩を含んでもよい。
<Acid generator>
The acid generator of the present invention contains a salt (I). The acid generator of the present invention may contain one or more salts (I).
In addition, the acid generator of the present invention further includes a salt as a known acid generator other than the salt (I) (for example, an organic counter ion contained in the salt (I) and a known anion (included in the salt (I)). And a sulfonate anion contained in the salt (I) and a known cation (a salt comprising a cation other than the organic counter ion contained in the salt (I)). Also good. Salts other than the salt (I) contained in the acid generator may be referred to as “acid generator (B)”. The acid generator (B) may contain one or more salts.

塩(I)と併用する酸発生剤(B)としては、塩(I)に含まれるスルホン酸アニオンと有機スルホニウムカチオンとからなる化合物が挙げられる。例えば、式(B1−1)〜式(B1−20)で表されるものが挙げられる。なかでもトリアリールスルホニウムカチオンを含むものが好ましく、より好ましくはトリフェニルスルホニウムカチオン及びトリトリルスルホニウムカチオンである。特に、式(B1−1)、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)から選択される塩がさらに好ましい。   As an acid generator (B) used together with salt (I), the compound which consists of a sulfonate anion and organic sulfonium cation contained in salt (I) is mentioned. For example, what is represented by Formula (B1-1)-Formula (B1-20) is mentioned. Among these, those containing a triarylsulfonium cation are preferable, and a triphenylsulfonium cation and a tolylsulfonium cation are more preferable. In particular, Formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11), Formula (B1-12) Further preferred are salts selected from formula (B1-13) and formula (B1-14).

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

Figure 2012229199
Figure 2012229199

酸発生剤において、塩(I)の含有量は、酸発生剤全量100質量部に対して、5質量部以上であり、好ましくは10質量部以上(より好ましくは30質量部以上)、100質量部以下、好ましくは95質量部以下(より好ましくは90質量部以下)である。
また、塩(I)と酸発生剤(B)との含有量の比(質量)は、例えば、5:95〜100:0、好ましくは5:95〜95:5、より好ましくは10:90〜90:10、さらに好ましくは15:85〜85:15、より一層好ましくは30:70〜70:30である。
In the acid generator, the content of the salt (I) is 5 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more (more preferably 30 parts by mass or more), 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the acid generator. Part or less, preferably 95 parts by weight or less (more preferably 90 parts by weight or less).
The ratio (mass) of the content of the salt (I) and the acid generator (B) is, for example, 5:95 to 100: 0, preferably 5:95 to 95: 5, and more preferably 10:90. It is -90: 10, More preferably, it is 15: 85-85: 15, More preferably, it is 30: 70-70: 30.

<レジスト組成物>
本発明のレジスト組成物は、上述した酸発生剤と樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある)とを含む。
また、レジスト組成物は、さらに塩基性化合物(以下「塩基性化合物(C)」という場合がある)及び溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)が含有されていることが好ましい。
<Resist composition>
The resist composition of the present invention includes the acid generator described above and a resin (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”).
The resist composition preferably further contains a basic compound (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”) and a solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (E)”).

<酸発生剤>
本発明のレジスト組成物においては、塩(I)の含有量は、後述する樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは40質量部以下(より好ましくは35質量部以下)である。
また、塩(I)と酸発生剤(B)とを含有する場合には、塩(I)と酸発生剤(B)との合計含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは40質量部以下(より好ましくは35質量部以下)である。
<Acid generator>
In the resist composition of the present invention, the content of the salt (I) is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 40 parts, relative to 100 parts by mass of the resin (A) described later. It is not more than part by mass (more preferably not more than 35 parts by mass).
When the salt (I) and the acid generator (B) are contained, the total content of the salt (I) and the acid generator (B) is 100 parts by mass of the resin (A). The amount is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 40 parts by mass or less (more preferably 35 parts by mass or less).

<樹脂(A)>
本発明のレジスト組成物に含有される樹脂(A)は、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる樹脂である。「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、「酸との接触前にはアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。樹脂(A)は、酸に不安定な基を有するモノマー(以下「酸に不安定な基を有するモノマー(a1)」という場合がある)を重合することによって製造することができ、酸の作用によりアルカリ可溶となる。酸に不安定な基を有するモノマー(a1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Resin (A)>
The resin (A) contained in the resist composition of the present invention is a resin having an acid labile group and insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. Resin. “Can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid” means “insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution before contact with an acid, but soluble in an alkaline aqueous solution after contact with an acid”. means. The resin (A) can be produced by polymerizing a monomer having an acid labile group (hereinafter, sometimes referred to as “monomer having an acid labile group (a1)”). It becomes alkali-soluble. As the monomer (a1) having an acid labile group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

なお、本明細書では、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。 In the present specification, "(meth) acrylic monomer", "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " at least one monomer having the structure Means. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

〈酸に不安定な基を有するモノマー(a1)〉
「酸に不安定な基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸に不安定な基としては、例えば、式(1)で表される基、式(2)で表される基などが挙げられる。
<Monomer (a1) having an acid labile group>
The term “acid-labile group” means a group that cleaves a leaving group upon contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) and a group represented by the formula (2).

Figure 2012229199
[式(1)中、Ra1〜Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。*は結合手を表す。]
Figure 2012229199
[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び2価の基に含まれる−CH−は、−O―又は―S−で置き換わってもよい。]
Figure 2012229199
In Expression (1), R a1 ~R a3 each independently represent a cycloaliphatic hydrocarbon radical of the alkyl group or 3 to 20 carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms, R a1 and R a2 are each Bonding to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
Figure 2012229199
[In formula (2), R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R a2 ′ and R a3 ′ are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group and the divalent group is — O- or -S- may be substituted. ]

a1〜Ra3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基及び下記のような基等が挙げられる。式(1)では、脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは炭素数3〜16である。

Figure 2012229199
Examples of the alkyl group represented by R a1 to R a3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group.
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and dimethylcyclohexane. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a hexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic saturated hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups. In the formula (1), the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 16 carbon atoms.
Figure 2012229199

a1及びRa2が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)基としては、下記の基が挙げられる。2価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは炭素数3〜12である。

Figure 2012229199
In the case where R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, examples of the —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) group include the following groups. The carbon number of the divalent hydrocarbon group is preferably 3 to 12 carbon atoms.
Figure 2012229199

式(1)で表される酸に不安定な基としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基である基、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、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、Ra2及び炭素原子がアダマンチル基を形成し、Ra3がアルキル基である基)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。 Examples of the acid labile group represented by the formula (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably tert- Butoxycarbonyl group), 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 , R a2 and a carbon atom form an adamantyl group, and R a3 is an alkyl group) and 1- (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).

a1’〜Ra3’の炭化水素基としては、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記と同様のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
2価の炭化水素基としては、Ra1及びRa2が互いに結合して形成する2価の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group for R a1 ′ to R a3 ′ include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group.
Examples of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group are the same as those described above.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the divalent hydrocarbon group include those similar to the divalent hydrocarbon group formed by combining R a1 and R a2 with each other.

好ましくは、Ra1’及びRa2’のうち少なくとも1つが水素原子である。
式(2)で表される基の具体例としては、以下の基が挙げられる。

Figure 2012229199
Preferably, at least one of R a1 ′ and R a2 ′ is a hydrogen atom.
Specific examples of the group represented by the formula (2) include the following groups.
Figure 2012229199

酸に不安定な基を有するモノマー(a1)は、好ましくは、酸に不安定な基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。   The monomer (a1) having an acid labile group is preferably a monomer having an acid labile group and a carbon-carbon double bond, more preferably a (meth) acryl having an acid labile group. Monomer.

酸に不安定な基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマー(a1)を重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。   Of the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferred. If a resin obtained by polymerizing the monomer (a1) having a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group is used, the resolution of the resist can be improved.

酸に不安定な基と脂環式炭化水素基とを有する(メタ)アクリル系モノマーとして、好ましくは式(a1−1)で表される構造単位(以下、「構造単位(a1−1)」という場合がある)を誘導するモノマー(以下、「モノマー(a1−1)」という場合がある)又は式(a1−2)又は式(a1−2)で表される構造単位(以下、「構造単位(a1−2)」という場合がある)を誘導するモノマー(以下、「モノマー(a1−2)」という場合がある)が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The (meth) acrylic monomer having an acid labile group and an alicyclic hydrocarbon group is preferably a structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter referred to as “structural unit (a1-1)”). Or a structural unit represented by formula (a1-2) or formula (a1-2) (hereinafter referred to as “structure”). And a monomer for deriving the unit (sometimes referred to as “a1-2)” (hereinafter, sometimes referred to as “monomer (a1-2)”). These may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2012229199
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
a1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
a4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a6及びRa7は、それぞれ独立に、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を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。]
Figure 2012229199
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—. Represents a hand.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]

a1及びLa2は、好ましくは、−O−又は−O−(CH2k1−CO−O−であり、より好ましくは−O−である。k1は、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1である。
a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a6及びRa7のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。Ra6及びRa7のアルキル基は、好ましくは炭素数6以下である。
a6及びRa7の脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基及び下記のような基等が挙げられる。

Figure 2012229199
脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数8以下、より好ましくは6以下である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。 L a1 and L a2 are preferably —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably —O—. k1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Examples of the alkyl group for R a6 and R a7 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. The alkyl group for R a6 and R a7 preferably has 6 or less carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group for R a6 and R a7 may be monocyclic or polycyclic, and examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, Examples thereof include cycloalkyl groups such as methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, and cyclooctyl group. Examples of the polycyclic saturated hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups.
Figure 2012229199
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 8 or less carbon atoms, more preferably 6 or less.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.

式(a1−1)で表されるモノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a1−1−1)〜(a1−1−8)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−1−1)〜(a1−1−4)で表されるモノマーがより好ましい。

Figure 2012229199
Examples of the monomer represented by the formula (a1-1) include monomers described in JP 2010-204646 A. Monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are more preferred. .
Figure 2012229199

式(a1−2)で表されるモノマーとしては、例えば、1−エチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘプタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート等が挙げられる。下式(a1−2−1)〜(a1−2−6)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−2−3)〜(a1−2−4)で表されるモノマーがより好ましく、下式(a1−2−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。

Figure 2012229199
Examples of the monomer represented by the formula (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcycloheptane-1 -Yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate and the like. Monomers represented by the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-6) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-2-3) to (a1-2-4) are more preferred. A monomer represented by the following formula (a1-2-3) is more preferable.
Figure 2012229199

樹脂(A)における構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の含有率は、樹脂(A)の全構造単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。   The content of the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2) in the resin (A) is usually 10 to 95 mol% in all structural units of the resin (A), preferably 15 to It is 90 mol%, More preferably, it is 20-85 mol%.

他のモノマー(a1)としては、例えば、酸不安定基(2)を有する(メタ)アクリル系モノマーである式(a1−5)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−5)」という場合がある)を用いてもよい。

Figure 2012229199
式(a1−5)中、
31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。
〜Lは、オキシ基、チオキシ基又は−O−(CH2k4−CO−O−で表される基を表す。ここで、k4は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
1’は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基中に含まれるメチレン基は、オキシ基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs1’は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。 As the other monomer (a1), for example, a monomer represented by the formula (a1-5) which is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group (2) (hereinafter referred to as “monomer (a1-5)”) May be used).
Figure 2012229199
In formula (a1-5),
R 31 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L 3 to L 5 represent an oxy group, a thioxy group, or a group represented by * —O— (CH 2 ) k4 —CO—O—. Here, k4 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 ′ is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the methylene group contained in the alkanediyl group may be replaced with an oxy group or a carbonyl group.
s1 and s1 ′ each independently represents an integer of 0 to 4.

式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
は、酸素原子が好ましい。
及びLは、一方が酸素原子、他方が硫黄原子が、好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
1’は、単結合又は−CH−CO−O−が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L 5 is preferably an oxygen atom.
One of L 3 and L 4 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 ′ is preferably a single bond or —CH 2 —CO—O—.

モノマー(a1−5)としては、以下のモノマーが挙げられる。

Figure 2012229199
Examples of the monomer (a1-5) include the following monomers.
Figure 2012229199

樹脂(A)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有量は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜95モル%の範囲が好ましく、3〜90モル%の範囲がより好ましく、5〜85モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-5), the content thereof is in the range of 1 to 95 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 3-90 mol% is more preferable, and the range of 5-85 mol% is further more preferable.

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

酸安定モノマーとしては、好ましくは、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するモノマーが挙げられる。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(以下「ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)」という場合がある)又はラクトン環を含有する酸安定モノマー(以下「ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)」という場合がある)に由来する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。   As an acid stable monomer, Preferably, the monomer which has a hydroxyl group or a lactone ring is mentioned. Acid-stable monomer having a hydroxy group (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable monomer having a hydroxy group (a2)”) or acid-stable monomer having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid-stable monomer having a lactone ring (a3)”) If a resin having a structural unit derived from (sometimes) is used, the resolution of the resist and the adhesion to the substrate can be improved.

〈ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)〉
レジスト組成物をKrFエキシマレーザ露光(248nm)、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線露光に用いる場合、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、好ましくは、ヒドロキシスチレン類であるフェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2−0)を使用する。
一方、短波長のArFエキシマレーザ露光(193nm)などを用いる場合は、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、好ましくは、式(a2−1)で表されるヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーを使用する。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Acid-stable monomer having a hydroxy group (a2)>
When the resist composition is used for KrF excimer laser exposure (248 nm), high energy beam exposure such as electron beam or EUV light, the acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group is preferably a phenolic hydroxy which is a hydroxystyrene. The acid-stable monomer (a2-0) having a group is used.
On the other hand, when using short-wavelength ArF excimer laser exposure (193 nm) or the like, the acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group is preferably acid-stable having a hydroxyadamantyl group represented by the formula (a2-1) Use monomers. The acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group may be used alone or in combination of two or more.

フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー(a2−0)として、式(a2−0)で表されるp−又はm−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーが挙げられる。

Figure 2012229199
[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は同一であっても異なってもよい。] Examples of the monomer (a2-0) having a phenolic hydroxy group include styrene monomers such as p- or m-hydroxystyrene represented by the formula (a2-0).
Figure 2012229199
[In the 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及びRa31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、n−ペンチル基、n−ヘキシル基が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1又は2のアルキル基であり、特に好ましくは、メチル基である。
a31のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基等が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜4のアルコキシ基であり、より好ましくは、炭素数1又は2のアルコキシ基であり、特に好ましくは、メトキシ基である。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基などが挙げら
れる。
アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基等が挙げられる。
maは、好ましくは、0〜2であり、より好ましくは、0又は1であり、特に好ましくは、0である。
Examples of the alkyl group for R a30 and R a31 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group. Preferably, it is a C1-C4 alkyl group, More preferably, it is a C1-C2 alkyl group, Most preferably, it is a methyl group.
Examples of the alkoxy group for R a31 include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentoxy group, and an n-hexoxy group. Preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably a methoxy group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Examples of the acyloxy group include an acetyloxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, and an isobutyryloxy group.
ma is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

このようなフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーに由来する構造単位を有する共重合樹脂を得る場合は、該当する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとアセトキシスチレン及び/又は他の重合性モノマーとをラジカル重合した後、塩基を用いて脱アセチルすることによって得ることができる。
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、特開2010−204634号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a2−0−1)及び(a2−0−2)で表されるモノマーが好ましい。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もがきる。

Figure 2012229199
In order to obtain a copolymer resin having a structural unit derived from a monomer having such a phenolic hydroxy group, the corresponding (meth) acrylic acid ester monomer and acetoxystyrene and / or other polymerizable monomer were radically polymerized. Thereafter, it can be obtained by deacetylation using a base.
As a monomer which has a phenolic hydroxy group, the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204634 is mentioned, for example. Monomers represented by the following formulas (a2-0-1) and (a2-0-2) are preferred. When the resin (A) is produced, it is possible to use a resin in which a phenolic hydroxy group in the resin (A) is protected with an appropriate protective group.
Figure 2012229199

樹脂(A)が、酸安定モノマー(a2−0)に由来する構造単位を有する場合、その含有率は、樹脂の全単位において、通常5〜90モル%であり、好ましくは10〜85モル%であり、より好ましくは15〜80モル%である。   When the resin (A) has a structural unit derived from the acid-stable monomer (a2-0), the content is usually from 5 to 90 mol%, preferably from 10 to 85 mol% in all units of the resin. More preferably, it is 15-80 mol%.

ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとして、式(a2−1)で表されるモノマーが挙げられる。

Figure 2012229199
式(a2−1)中、
a3は、−O−又は−O−(CH2k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7の整数を表す。*は−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。 Examples of the acid stable monomer having a hydroxyadamantyl group include a monomer represented by the formula (a2-1).
Figure 2012229199
In formula (a2-1),
L a3 represents —O— or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—,
k2 represents an integer of 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.

式(a2−1)では、La3は、好ましくは、−O−、−O−(CH2f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
In the formula (a2-1), L a3 is preferably, -O -, - O- (CH 2) f1 -CO-O- and is (wherein f1 is an integer from 1 to 4), more preferably Is —O—.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー(a2−1)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。それぞれ下式(a2−1−1)〜(a2−1−6)で表されるモノマーが好ましく、それぞれ下式(a2−1−1)〜(a2−1−4)で表されるモノマーがより好ましく、それぞれ下式(a2−1−1)又は(a2−1−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。

Figure 2012229199
As an acid stable monomer (a2-1) which has a hydroxyadamantyl group, the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Monomers represented by the following formulas (a2-1-1) to (a2-1-6) are preferable, respectively, and monomers represented by the following formulas (a2-1-1) to (a2-1-4) are respectively used. More preferred are monomers represented by the following formulas (a2-1-1) or (a2-1-3), respectively.
Figure 2012229199

樹脂(A)が式(a2−1)で表されるモノマーに由来する構造単位を含有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全単位において、通常3〜45モル%であり、好ましくは5〜40モル%であり、より好ましくは5〜35モル%であり、さらに好ましくは5〜20モル%である。   When the resin (A) contains a structural unit derived from the monomer represented by the formula (a2-1), the content is usually 3 to 45 mol% in all units of the resin (A), preferably Is from 5 to 40 mol%, more preferably from 5 to 35 mol%, still more preferably from 5 to 20 mol%.

〈ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)〉
酸安定モノマー(a3)が有するラクトン環は、例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、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、好ましくは、γ−ブチロラクトン環、又は、γ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が挙げられる。
<Acid-stable monomer having a lactone ring (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable monomer (a3) may be, for example, a monocycle such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, and a monocyclic lactone ring and other rings The condensed ring may be used. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring or a condensed ring of γ-butyrolactone ring and another ring is preferable.

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

Figure 2012229199
式(a3−1)〜式(a3−3)中、
a4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k3−CO−O−を表す。
k3は1〜7の整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
a18〜Ra20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a21は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
q1及びr1は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。
p1が2以上のとき、複数のRa21の全部又は一部は同じであってもよい。
q1が2以上のとき、複数のRa22の全部又は一部は同じであってもよい。
r1が2以上のとき、複数のRa23の全部又は一部は同じであってもよい。
Figure 2012229199
In formula (a3-1) to formula (a3-3),
L a4 to L a6 each independently represent —O— or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—.
k3 represents an integer of 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a18 to R a20 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a21 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a22 and R a23 each independently represent a carboxy group, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
q1 and r1 each independently represents an integer of 0 to 3.
When p1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a21 may be the same.
When q1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a22 may be the same.
When r1 is 2 or more, all or some of the plurality of R a23 may be the same.

式(a3−1)〜式(a3−3)では、La4、La5及びLa6としては、La3で説明したものが挙げられる。
a4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k3−CO−O−であることが好ましく、より好ましくは−O−である。k3は、好ましくは1〜4の整数であり、より好ましくは1である。
a18〜Ra21は、それぞれ独立に、好ましくはメチル基である。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1〜r1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。
In Formula (a3-1) to Formula (a3-3), examples of L a4 , L a5, and L a6 include those described for L a3 .
L a4 to L a6 are each independently preferably —O— or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—, more preferably —O—. k3 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.
R a18 to R a21 are each independently preferably a methyl group.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1 to r1 are each independently preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.

ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)としては、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。それぞれ下式(a3−1−1)〜(a3−1−4)、(a3−2−1)〜(a3−2−4)、(a3−3−1)〜(a3−3−4)で表されるモノマーが好ましく、それぞれ下式(a3−1−1)〜(a3−1−2)、(a3−2−3)〜(a3−2−4)で表されるモノマーがより好ましく、それぞれ下式(a3−1−1)又は(a3−2−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。

Figure 2012229199
Examples of the acid-stable monomer (a3) having a lactone ring include monomers described in JP 2010-204646 A. The following formulas (a3-1-1) to (a3-1-4), (a3-2-1) to (a3-2-4), (a3-3-1) to (a3-3-4), respectively Are preferable, and monomers represented by the following formulas (a3-1-1) to (a3-1-2) and (a3-2-3) to (a3-2-4) are more preferable, respectively. More preferably, monomers represented by the following formula (a3-1-1) or (a3-2-3), respectively.
Figure 2012229199

樹脂(A)がラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)に由来する構造単位を含有する場合、その合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位において、通常5〜70モル%であり、好ましくは10〜65モル%であり、より好ましくは15〜60モル%である。
また、モノマー(a3−1)に由来する構造単位、モノマー(a3−2)に由来する構造単位及びモノマー(a3−3)に由来する構造単位それぞれの含有量は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜60モル%が好ましく、5〜50モル%の範囲がさらに好ましく、10〜50モル%の範囲がとりわけ好ましい。
When the resin (A) contains a structural unit derived from the acid-stable monomer (a3) having a lactone ring, the total content is usually 5 to 70 mol% in all the structural units of the resin (A), Preferably it is 10-65 mol%, More preferably, it is 15-60 mol%.
The content of each of the structural unit derived from the monomer (a3-1), the structural unit derived from the monomer (a3-2), and the structural unit derived from the monomer (a3-3) is the total structure of the resin (A). 5-60 mol% is preferable with respect to a unit (100 mol%), the range of 5-50 mol% is more preferable, and the range of 10-50 mol% is especially preferable.

〈その他のモノマー(a4)〉
樹脂は、上述したモノマー以外のその他の公知のモノマー(a4)に由来する構造単位を有していてもよい。
<Other monomer (a4)>
The resin may have a structural unit derived from another known monomer (a4) other than the monomers described above.

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

樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは2,500以上であり、より好ましくは3,000以上、さらに好ましくは4,000以上である。該重量平均分子量の上限は50,000以下が好ましく、30,000以下がより好ましく、15,000以下がさらに好ましい。
樹脂(A)の含有率は、好ましくは、組成物の固形分中80質量%以上99質量%以下である。「組成物中の固形分」とは、後述する溶剤(E)を除いたレジスト組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分及びこれに対する樹脂(A)の含有率は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more, more preferably 3,000 or more, and further preferably 4,000 or more. The upper limit of the weight average molecular weight is preferably 50,000 or less, more preferably 30,000 or less, and even more preferably 15,000 or less.
The content of the resin (A) is preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less in the solid content of the composition. The “solid content in the composition” means the total of resist composition components excluding the solvent (E) described later. The solid content in the composition and the content of the resin (A) relative thereto can be measured, for example, by a known analysis means such as liquid chromatography or gas chromatography.

〈塩基性化合物(以下「塩基性化合物(C)」という場合がある)〉
塩基性化合物(C)はクエンチャーとして作用する。
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が挙げられる。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。
<Basic compound (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”)>
The basic compound (C) acts as a quencher.
The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and ammonium salts. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. 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 2012229199
[式(C1)中、Rc1、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。]
Figure 2012229199
[In formula (C1), R c1 , R c2 and R c3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 represents an aromatic hydrocarbon group, and 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, The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is 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 group having 6 to 10 carbon atoms. It may be substituted with a group hydrocarbon group. ]

Figure 2012229199
[式(C1−1)中、Rc2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もよい。]
Figure 2012229199
[In 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 2012229199
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、Rc5、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、互いに同一でも異なってもよい。]
Figure 2012229199
[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 as or different from each other. ]

Figure 2012229199
[式(C5)及び式(C6)中、Rc10、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又はp3が2以上であるとき、それぞれ、複数のRc14及びRc15は互いに同一でも異なってもよい。
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 2012229199
[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, and when o3 or p3 is 2 or more, the plurality of R c14 and R c15 may be the same as or different from each other.
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 2012229199
[式(C7)及び式(C8)中、Rc18、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、r3及びs3が2以上であるとき、それぞれ、複数のRc18、Rc19及びRc20は互いに同一でも異なってもよい。
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 2012229199
Wherein (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 represent an integer of 0 to 3, q3, when r3 and s3 is 2 or more, each of a plurality of R c18, R c19 and R c 20 may be the same or different from each other .
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)〜式(C8)においては、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルカンジイル基は、上述したものと同様のものが挙げられる。
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。
In the formulas (C1) to (C8), examples of the alkyl group, the alicyclic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group, the alkoxy group, and the alkanediyl group are the same as those described above.
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.

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、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン等が挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。   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- Examples include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and preferably diisopropyl. Piruanirin. Particularly preferred include 2,6-diisopropylaniline.

式(C2)で表される化合物としては、ピペラジン等が挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリン等が挙げられる。
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等が挙げられる。
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等が挙げられる。
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等が挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン、4−メチルピリジン等が挙げられる。
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、ビピリジン等が挙げられる。
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等が挙げられる。   As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, choline and the like can be mentioned.

塩基性化合物(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分量を基準に、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。   The content of the basic compound (C) is preferably about 0.01 to 5% by mass, more preferably about 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably based on the solid content of the resist composition. It is about 0.01-1 mass%.

〈溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある〉
本発明のレジスト組成物は、溶剤(E)を含むことが好ましい。溶剤(E)の含有率は、例えば、レジスト組成物中90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上で含有されており、例えば、99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下で含有されている。
溶剤(E)の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
<Solvent (sometimes referred to as "solvent (E)")
The resist composition of the present invention preferably contains a solvent (E). The content of the solvent (E) is, for example, 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more in the resist composition, for example, 99.9% by mass or less, preferably Is contained at 99% by mass or less.
The content rate of a solvent (E) can be measured by well-known analysis means, such as a liquid chromatography or a gas chromatography, for example.

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

〈その他の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分(F)を含有していてもよい。成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、樹脂(A)以外の高分子化合物(例えば、上述した酸安定モノマー及び/又は公知のモノマーの共重合体など)、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
<Other components (hereinafter sometimes referred to as “other components (F)”)>
The resist composition of this invention may contain the other component (F) as needed. There is no particular limitation on the component (F), and additives known in the resist field, for example, polymer compounds other than the resin (A) (for example, the above-mentioned acid-stable monomer and / or copolymer of known monomers), Sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes and the like can be used.

<レジスト組成物の調製方法>
レジスト組成物は、樹脂(A)、式(I)で表される酸発生剤、任意に酸発生剤(B)、溶剤(E)、塩基性化合物(C)又はその他の成分(F)を混合することで調製することができる。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。
<Method for preparing resist composition>
The resist composition comprises a resin (A), an acid generator represented by the formula (I), optionally an acid generator (B), a solvent (E), a basic compound (C) or other component (F). It can be prepared by 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.

このように、樹脂(A)式(I)で表される酸発生剤並びに必要に応じて用いられる酸発生剤(B)、溶剤(E)、塩基性化合物(C)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過等することにより、レジスト組成物を調製することができる。   Thus, the resin (A) of the acid generator represented by formula (I) and the acid generator (B), solvent (E), basic compound (C) or component (F) used as necessary After mixing each with a preferable content, a resist composition can be prepared by filtering using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.

〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) The process of apply | coating the resist composition of this invention 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;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A step of developing the composition layer after heating is included.

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

塗布後の組成物を乾燥させて溶剤を除去する。乾燥は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)、あるい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ることにより行われる。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が好ましい。また、圧力は、1〜1.0×10Pa程度が好ましい。 The composition after application is dried to remove the solvent. Drying is performed by, for example, heating means using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), decompressing means using a decompressing device, or a combination of these means. The temperature in this case is preferably about 50 to 200 ° C., for example. The pressure is preferably about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.

得られた組成物層は、通常、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。この際、通常、求められるパターン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等、種々のものを用いることができる。また、露光機は、電子線、超紫外光(EUV)を照射するものであってもよい。本明細書において、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という場合がある。 The obtained composition layer is usually exposed using an exposure machine. The exposure machine may be an immersion exposure machine. At this time, exposure is usually performed through a mask (photomask) on which a required pattern is formed. Exposure light sources include those that emit laser light in the ultraviolet region such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser) Etc.) can be used such as those that convert the wavelength of the laser light from the above and radiate the harmonic laser light in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region. The exposure machine may irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV). In this specification, irradiating these radiations may be collectively referred to as “exposure”.

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

〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、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あるいは液浸露光用のレジスト組成物として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
<Application>
The resist composition of the present invention includes a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) irradiation, or a resist composition or liquid for an EUV exposure machine. It is suitable as a resist composition for immersion exposure and useful for fine processing of semiconductors.

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、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(により求めた値である。
装置 :HLC−8120GPC型(東ソー社製)
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)
また、化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MSはAgilent製LC/MSD型)を用い、分子ピークを測定することで確認した。以下の実施例ではこの分子ピークの値を「MS」で示す。
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.
Apparatus: HLC-8120GPC type (manufactured by Tosoh Corporation)
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)
Further, the structure of the compound was confirmed by measuring molecular peaks using mass spectrometry (LC is Agilent Model 1100, MS is Agilent LC / MSD Model). In the following examples, the value of this molecular peak is indicated by “MS”.

実施例1:式(I1)で表される塩の合成

Figure 2012229199
式(I1−1)で表される塩を、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成した。
式(I1−1)で表される塩7.00部及びクロロホルム42.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、式(I1−2)で表される化合物2.72部を仕込み、60℃で1時間攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、ろ過することにより、式(I1−3)で表される化合物を含む溶液を得た。式(I1−3)で表される化合物を含む溶液に、式(I1−4)で表される化合物6.90部を仕込み、23℃で3時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム28.00部及びイオン交換水21.00部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を5回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた濃縮物をアセトニトリル26.00部に溶解し、濃縮した。得られた濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル30.00部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、式(I1)で表される塩8.84部を得た。 Example 1: Synthesis of a salt represented by the formula (I1)
Figure 2012229199
The salt represented by the formula (I1-1) was synthesized by the method described in JP 2008-127367 A.
7.00 parts of the salt represented by the formula (I1-1) and 42.00 parts of chloroform were charged, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and 2.72 parts of the compound represented by the formula (I1-2) were charged. Stir at 60 ° C. for 1 hour. The obtained reaction product was cooled to 23 ° C. and filtered to obtain a solution containing the compound represented by the formula (I1-3). A solution containing the compound represented by the formula (I1-3) was charged with 6.90 parts of the compound represented by the formula (I1-4) and stirred at 23 ° C. for 3 hours. To the obtained reaction product, 28.00 parts of chloroform and 21.00 parts of ion-exchanged water were added, followed by stirring and liquid separation. Water washing was performed 5 times. The obtained organic layer was concentrated, and the resulting concentrate was dissolved in 26.00 parts of acetonitrile and concentrated. To the resulting concentrate, 30.00 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 8.84 parts of the salt represented by the formula (I1).

MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 588.9
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 588.9

実施例2:式(I185)で表される塩の合成

Figure 2012229199
式(I185−1)で表される化合物4.46部及びアセトニトリル50部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、式(I185−2)で表される化合物1.62部を添加し、60℃程度まで昇温した後、同温度で2時間攪拌し、式(I185−3)で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 2012229199
クロロホルム13.50部に、0℃で、水素化アルミニウムリチウム0.34部を少しづつ添加した。次いで、式(I185−4)で表される塩4.53部及びクロロホルム13.59部の混合溶液を滴下し、23℃で18時間攪拌した。その後、得られた反応マスに、6N塩酸5.00部を滴下攪拌後、ろ過した。回収されたろ液を濃縮し、回収された残渣に、アセトニトリル15部を添加し、23℃で30分間攪拌することにより、式(I185−5)で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 2012229199
式(I185−5)で表される化合物を含む溶液に、先に得られた式(I185−3)で表される化合物を含む溶液を滴下し、23℃で18時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム50部及びイオン交換水20部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。この水洗操作をさらに5回繰り返した。回収された有機層に活性炭1.00部を加えて攪拌し、ろ過した。回収されたろ液を濃縮した。得られた濃縮物に、アセトニトリル20部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル30部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル30部を加えて攪拌し、ろ過することにより、式(I185)で表される塩4.83部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M 588.9 Example 2: Synthesis of a salt represented by the formula (I185)
Figure 2012229199
4.46 parts of a compound represented by the formula (I185-1) and 50 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 1.62 parts of the compound represented by the formula (I185-2) was added, and the temperature was raised to about 60 ° C., followed by stirring at the same temperature for 2 hours to obtain the compound represented by the formula (I185-3). A solution containing was obtained.
Figure 2012229199
To 13.50 parts of chloroform, 0.34 parts of lithium aluminum hydride was added little by little at 0 ° C. Subsequently, a mixed solution of 4.53 parts of the salt represented by the formula (I185-4) and 13.59 parts of chloroform was dropped, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 18 hours. Thereafter, 5.00 parts of 6N hydrochloric acid was added dropwise to the resulting reaction mass, followed by filtration. The collected filtrate was concentrated, 15 parts of acetonitrile was added to the collected residue, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes to obtain a solution containing the compound represented by the formula (I185-5).
Figure 2012229199
The solution containing the compound represented by the formula (I185-3) obtained previously was added dropwise to the solution containing the compound represented by the formula (I185-5), followed by stirring at 23 ° C. for 18 hours. To the obtained reaction product, 50 parts of chloroform and 20 parts of ion-exchanged water were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. This washing operation was further repeated 5 times. To the collected organic layer, 1.00 part of activated carbon was added, stirred and filtered. The collected filtrate was concentrated. The obtained concentrate was dissolved by adding 20 parts of acetonitrile, concentrated, added with 30 parts of ethyl acetate and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 30 parts of tert-butyl methyl ether was added, stirred and filtered to obtain 4.83 parts of the salt represented by the formula (I185).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 588.9

樹脂の合成
樹脂の合成において使用した化合物(モノマー)を下記に示す。これらのモノマーを「モノマー(A)」〜「モノマー(H)」という。

Figure 2012229199
Resin Synthesis The compounds (monomers) used in the resin synthesis are shown below. These monomers are referred to as “monomer (A)” to “monomer (H)”.
Figure 2012229199

〔樹脂A1の合成〕
モノマー(D)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)及びモノマー(F)を、そのモル比〔モノマー(D):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(F)〕が、30:14:6:20:30となるように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%となるように添加し、これを73℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過、回収した。これを再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過、回収するという操作を2回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約8.1×10である共重合体を収率65%で得た。この共重合体は、以下の構造単位を有するものであり、これを樹脂A1とする。

Figure 2012229199
[Synthesis of Resin A1]
Monomer (D), monomer (E), monomer (B), monomer (C) and monomer (F) are mixed in a molar ratio [monomer (D): monomer (E): monomer (B): monomer (C): Monomer (F)] was mixed at 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times of dioxane was further mixed into this monomer mixture with respect to the total mass of all monomers. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. Polymerization was carried out by heating at 73 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin was filtered and collected. This is dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered twice, followed by reprecipitation purification, weight average molecular weight Of about 8.1 × 10 3 was obtained in a yield of 65%. This copolymer has the following structural units, and is designated as resin A1.
Figure 2012229199

〔樹脂A2の合成〕
モノマー(A)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)及びモノマー(F)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(F)〕が、30:14:6:20:30となるように混合し、さらに、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%との割合で添加し、これを73℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過、回収した。これを再度、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を3回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約7.8×10である共重合体を収率68%で得た。この共重合体は、以下の構造単位を有するものであり、これを樹脂A2とする。

Figure 2012229199
[Synthesis of Resin A2]
Monomer (A), monomer (E), monomer (B), monomer (C), and monomer (F) are in a molar ratio [monomer (A): monomer (E): monomer (B): monomer (C): Monomer (F)] was mixed at 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane was further mixed with respect to the total mass of all monomers. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. Polymerization was carried out by heating at 73 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin was filtered and collected. This is dissolved again in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered three times to perform reprecipitation purification, and the weight average molecular weight A copolymer having a yield of about 7.8 × 10 3 was obtained with a yield of 68%. This copolymer has the following structural units and is designated as resin A2.
Figure 2012229199

〔樹脂A3の合成〕
モノマー(A)、モノマー(B)及びモノマー(G)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(B):モノマー(G)〕が、50:25:25となるように混合し、さらに、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、2mol%との割合で添加し、これを85℃で約5時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のn−ヘプタンに注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過、回収した。これを再度、ジオキサンに溶解させ、大量のn−ヘプタンに注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過、回収するという操作を3回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約9.3×10である共重合体を収率29%で得た。この共重合体は、以下の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂A3とする。

Figure 2012229199
[Synthesis of Resin A3]
Monomer (A), monomer (B) and monomer (G) are mixed so that the molar ratio [monomer (A): monomer (B): monomer (G)] is 50:25:25, , 1.5 mass times dioxane was mixed with respect to the total mass of all monomers. To the resulting mixture, azobisisobutyronitrile as an initiator was added at a ratio of 2 mol% with respect to the total number of moles of all monomers, and this was heated at 85 ° C. for about 5 hours for polymerization. Went. Thereafter, the polymerization reaction liquid was poured into a large amount of n-heptane to precipitate the resin. This resin was filtered and collected. This is dissolved again in dioxane, poured into a large amount of n-heptane to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered three times for reprecipitation purification, and the weight average molecular weight is about 9. A copolymer of 3 × 10 3 was obtained with a yield of 29%. This copolymer has structural units derived from the following monomers, and is referred to as Resin A3.
Figure 2012229199

〔樹脂A4の合成〕
モノマー(D)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(F)及びモノマー(C)を、そのモル比〔モノマー(D):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(F):モノマー(C)〕が、30:14:6:20:30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7.0×10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。

Figure 2012229199
[Synthesis of Resin A4]
Monomer (D), monomer (E), monomer (B), monomer (F), and monomer (C) are in a molar ratio [monomer (D): monomer (E): monomer (B): monomer (F): Monomer (C)] was mixed at 30: 14: 6: 20: 30, 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, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.0. A × 10 3 resin A4 (copolymer) was obtained in a yield of 60%. This resin A4 has the following structural units.
Figure 2012229199

〔樹脂A5の合成〕
モノマー(D)、モノマー(H)、モノマー(B)、モノマー(F)及びモノマー(C)を、そのモル比〔モノマー(D):モノマー(H):モノマー(B):モノマー(F):モノマー(C)〕が、30:14:6:20:30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7.4×10の樹脂A5(共重合体)を収率62%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。

Figure 2012229199
[Synthesis of Resin A5]
Monomer (D), monomer (H), monomer (B), monomer (F) and monomer (C) are in a molar ratio [monomer (D): monomer (H): monomer (B): monomer (F): Monomer (C)] was mixed at 30: 14: 6: 20: 30, 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 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 7.4. × give 10 third resin A5 (copolymer) in 62% yield. This resin A5 has the following structural units.
Figure 2012229199

<レジスト組成物の調製>
表2に示すように、以下の各成分を混合し、得られた混合物を孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過することにより、レジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
As shown in Table 2, the following components were mixed, and the resulting mixture was filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.

Figure 2012229199
Figure 2012229199

<樹脂>
樹脂A1〜A5
<酸発生剤>
酸発生剤I1:式(I1)で表される塩
酸発生剤I185:式(I185)で表される塩
酸発生剤B1:特開2010−152341号公報の実施例に従って合成

Figure 2012229199
酸発生剤B2:p−トリルジフェニルスルホニウム パーフルオロオクタンスルホネート(特開2002−296783号公報の実施例に従って合成) <Resin>
Resins A1 to A5
<Acid generator>
Acid generator I1: salt represented by formula (I1) Acid generator I185: salt represented by formula (I185) Acid generator B1: synthesized according to examples of JP 2010-152341 A
Figure 2012229199
Acid generator B2: p-tolyldiphenylsulfonium perfluorooctane sulfonate (synthesized according to Examples in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-296783)

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

<レジスト組成物の液浸露光評価>
シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC−29;日産化学(株)製)を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、ウェハ上に膜厚78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、この有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるように塗布(スピンコート)した。塗布後、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秒間プリベークし、組成物層を形成した。組成物層が形成されたシリコンウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー(XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光)で、コンタクトホールパターン(ホールピッチ100nm/ホール径70nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、シリコンウェハを、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、加熱(ポストエキスポジャーベーク処理)した。次いでこのシリコンウェハを、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行い、レジストパターンを得た。
<Immersion exposure evaluation of resist composition>
An organic antireflective coating composition (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied to a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to form an organic reflective film having a thickness of 78 nm on the wafer. A prevention film was formed. Next, the resist composition was applied (spin coated) on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm. After coating, the silicon wafer was pre-baked on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 2 for 60 seconds to form a composition layer. ArF excimer stepper for immersion exposure (XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light) on a silicon wafer on which the composition layer is formed, and a contact hole pattern (hole pitch 100 nm) Using a mask for forming a hole diameter of 70 nm), the exposure amount was changed stepwise to perform exposure. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, the silicon wafer was heated (post-exposure baking process) on a hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 2 for 60 seconds. Next, this silicon wafer was subjected to paddle development for 60 seconds with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to obtain a resist pattern.

現像後に得られたレジストパターンにおいて、マスクを用いて形成したホール径が55nmとなる露光量を実効感度とした。   In the resist pattern obtained after development, the exposure amount at which the hole diameter formed using a mask was 55 nm was defined as the effective sensitivity.

<CD均一性(CDU:Critical Dimension Uniformity)評価>
実効感度において、ホール径70nmのマスクで形成したパターンのホール径を、一つのホールにつき24回測定し、その平均値を一つのホールの平均ホール径とした。同一ウェハ内の、ホール径70nmのマスクで形成したパターンの平均ホール径を400箇所測定したものを母集団として標準偏差を求め、
標準偏差が1.85nm未満の場合を「◎」、
標準偏差が1.85nm以上2.00nm未満の場合を「○」、
標準偏差が2.00nm以上を「×」として判断した。
その結果を表3に示す。
<CD Uniformity (CDU) evaluation>
In terms of effective sensitivity, the hole diameter of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm was measured 24 times per hole, and the average value was taken as the average hole diameter of one hole. A standard deviation is obtained using a population obtained by measuring 400 average hole diameters of a pattern formed with a mask having a hole diameter of 70 nm in the same wafer,
When the standard deviation is less than 1.85 nm,
When the standard deviation is 1.85 nm or more and less than 2.00 nm, “◯”,
A standard deviation of 2.00 nm or more was judged as “x”.
The results are shown in Table 3.

Figure 2012229199
Figure 2012229199

本発明の塩を含むレジスト組成物を用いれば、優れたCD均一性(CDU)を有するレジストパターンを製造することができる。   If the resist composition containing the salt of the present invention is used, a resist pattern having excellent CD uniformity (CDU) can be produced.

Claims (6)

式(I)で表される塩。
Figure 2012229199
[式(I)中、
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
は、*−CO−O−、*−CO−O−(CH−CO−O−、*−CH−O−CO−又は*−CO−O−(CH−O−CO−(*は、−C(Q)(Q)−の炭素原子との結合手を表し、lは1〜6の整数を表す。)を表す。
mは0〜2の整数を表し、nは1〜12の整数を表し、oは0又は1を表す。
は、水素原子、フッ素原子又はヒドロキシ基を表す。)
Z1は、有機対イオンを表す。]
A salt represented by the formula (I).
Figure 2012229199
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 is, * 1 -CO-O -, * 1 -CO-O- (CH 2) l--CO O -, * 1 -CH 2 -O-CO- or * 1 -CO-O- (CH 2) l -O-CO - ( * 1 is, -C (Q 1) (Q 2) - represents a bond to the carbon atoms of, l represents represents) an integer of 1-6..
m represents an integer of 0 to 2, n represents an integer of 1 to 12, and o represents 0 or 1.
R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a hydroxy group. )
Z1 + represents an organic counter ion. ]
請求項1記載の塩を含有する酸発生剤。   An acid generator containing the salt according to claim 1. 請求項2記載の酸発生剤と樹脂とを含み、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、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レジスト組成物。   A resin comprising an acid generator according to claim 2 and a resin, wherein the resin has an acid labile group and 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. Resist composition which is resin. さらに溶剤を含む請求項3記載のレジスト組成物。   Furthermore, the resist composition of Claim 3 containing a solvent. さらに塩基性化合物を含む請求項3又は4記載のレジスト組成物。   Furthermore, the resist composition of Claim 3 or 4 containing a basic compound. (1)請求項3〜5のいずれかに記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition in any one of Claims 3-5 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;
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) a step of developing the composition layer after heating;
A method for producing a resist pattern including:
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