JP2012252244A - レジスト組成物及びレジストパターン製造方法 - Google Patents

レジスト組成物及びレジストパターン製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2012252244A
JP2012252244A JP2011125996A JP2011125996A JP2012252244A JP 2012252244 A JP2012252244 A JP 2012252244A JP 2011125996 A JP2011125996 A JP 2011125996A JP 2011125996 A JP2011125996 A JP 2011125996A JP 2012252244 A JP2012252244 A JP 2012252244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
formula
carbon atoms
structural unit
hydrocarbon group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011125996A
Other languages
English (en)
Inventor
Maki Kawamura
麻貴 河村
Kyochu Kin
亨柱 金
Akira Kamabuchi
明 釜淵
Koji Ichikawa
幸司 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2011125996A priority Critical patent/JP2012252244A/ja
Publication of JP2012252244A publication Critical patent/JP2012252244A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】優れたラインエッジラフネス(LER)を有するレジストパターンを製造することができるレジスト組成物を提供する。
【解決手段】式(a)で表される構造単位を有する樹脂;式(a4−8)で表される構造単位を有する樹脂;(B)酸発生剤;(D)溶剤を含有するレジスト組成物。
Figure 2012252244

[式中、Rは、式(b)で表されるスルホラン環基;Aa41は、置換基を有していてもよいアルカンジイル基等;Ra42は、脂肪族炭化水素基を表す。]
【選択図】なし

Description

本発明は、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。
近年、半導体の微細加工技術として、ArFエキシマレーザー(波長:193nm)等の短波長光を露光源とする光リソグラフィ技術が活発に検討されている。このような光リソグラフィ技術に用いられるレジスト組成物は、酸の作用によってアルカリ水溶液に対する溶解性が変化する樹脂と、酸発生剤と、溶剤とが含まれている。
例えば、特許文献1には、式(a1−1−2)で表される構造単位、式(a2−1−1)で表される構造単位、式(a3−1−1)で表される構造単位及び式(I−2)で表される構造単位からなる樹脂と、トリフェニルスルホニウム パーフルオロブタンスルホネート及び4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニルジメチルスルホニウム パーフルオロブタンスルホネートからなる酸発生剤と、溶剤とからなるレジスト組成物が記載されている。
Figure 2012252244
特開2008−521039号公報
従来のレジスト組成物では、レジストパターン製造時のラインエッジラフネス(LER)が必ずしも満足できない場合があった。
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕以下の(A1)、(A2)、(B)及び(D)を含有するレジスト組成物。
(A1)式(a)で表される構造単位を有する樹脂(以下、場合により「樹脂(A1)」という);
Figure 2012252244
[式(a)中、
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基、単結合又は式(a−1)で表される基を表す。
Figure 2012252244
(式(a−1)中、
sは0又は1を表す。
10及びA11は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
10及びX11は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。)
は、式(b)で表されるスルホラン環基を表す。
Figure 2012252244
(式(b)中、
nは0〜7の整数を表す。
Rは、ヒドロキシ基、アルコキシ基又は炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に各々結合する2つのRが結合して、前記炭素原子とともに環を形成してもよい。
---は、単結合又は二重結合を表す。
*は、Rとの結合手である。)]
(A2)式(a4−8)で表される構造単位を有する樹脂(以下、場合により「樹脂(A2)」という);

Figure 2012252244

[式(a4−8)中、
a41は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
a41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)で表される基を表す。
Figure 2012252244

(式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
a42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
a43は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
a41及びXa42は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は6以下である。)
a42は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
(B)酸発生剤(以下、場合により「酸発生剤(B)」という);
(D)溶剤(以下、場合により「溶剤(D)」という)
〔2〕前記(A1)は、
前記式(a)のRが、単結合、−CH−CO−O−*又は−CH−CH−O−CO−*(*は、Rとの結合手である。)の構造単位を有する樹脂である〔1〕記載のレジスト組成物。
〔3〕前記(A1)は、
前記式(a)のRが、式(b−1)〜式(b−5)からなる群より選ばれるスルホラン環基の構造単位を有する樹脂である前記〔1〕又は前記〔2〕記載のレジスト組成物。

Figure 2012252244

[式(b−1)〜式(b−5)中、*は、Rとの結合手を表す。]
〔4〕前記(A1)が、酸不安定基を含む構造単位をさらに有する樹脂である前記〔1〕〜前記〔3〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔5〕前記酸不安定基を含む構造単位が、式(a1−1)又は式(a1−2)で表される構造単位を含む前記〔4〕記載のレジスト組成物。

Figure 2012252244

[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。
n2は0〜3の整数を表す。]
〔6〕前記(B)が、式(B1)で表される塩からなる酸発生剤である前記〔1〕〜前記〔5〕のいずれか記載のレジスト組成物。

Figure 2012252244

[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。]
〔7〕(1)前記〔1〕〜〔6〕のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(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。
本発明のレジスト組成物によれば、優れたラインエッジラフネス(LER)を有するレジストパターンを製造することができる。
本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、以下の置換基の例示が、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。
炭化水素基とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。
脂肪族炭化水素基は、鎖式(直鎖状及び分岐状)及び環式の双方を含み、特に定義しない限り、鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基が組み合わせられたものをも包含する。また、これら脂肪族炭化水素基は、その一部に炭素炭素二重結合を含んでいてもよいが、飽和の基(脂肪族飽和炭化水素基)が好ましい。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち1価のものとしては、典型的にはアルキル基が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基(C)、エチル基(C)、プロピル基(C)、ブチル基(C)、ペンチル基(C)、ヘキシル基(C)、ヘプチル基(C)、オクチル基(C)、デシル基(C10)、ドデシル基(C12)、ヘキサデシル基(C14)、ペンタデシル基(C15)、ヘキシルデシル基(C16)、ヘプタデシル基(C17)及びオクタデシル基(C18)などが挙げられる。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち2価のものとしては、アルキル基から水素原子を1個取り去ったアルカンジイル基が挙げられる。
アルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等が挙げられる。
環式の脂肪族炭化水素基(以下、場合により「脂環式炭化水素基」という)は、典型的には、シクロアルキル基を意味し、以下に示す単環式及び多環式のいずれをも包含する。
脂環式炭化水素基のうち1価のものとして、単環式の脂肪族炭化水素基は、以下の式(KA−1)〜(KA−7)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。
Figure 2012252244
多環式の脂肪族炭化水素基は、以下の式(KA−8)〜(KA−19)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。
Figure 2012252244
脂環式炭化水素基のうち2価のものとしては、式(KA−1)〜式(KA−19)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基が挙げられる。
脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。このような置換基としては、特に限定されない限り、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基が挙げられる。
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基(C)、エトキシ基(C)、プロポキシ基(C)、ブトキシ基(C)、ペンチルオキシ基(C)、ヘキシルオキシ基(C)、ヘプチルオキシ基(C7)、オクチルオキシ基(C8)、デシルオキシ基(C10)及びドデシルオキシ基(C12)などが挙げられる。
アルキルチオ基としては、アルコキシ基の酸素原子が硫黄原子に置き換わったものが挙げられ、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基及びドデシルチオ基などが挙げられる。
アシル基としては、アセチル基(C)、プロピオニル基(C)、ブチリル基(C)、バレイル基(C)、ヘキシルカルボニル基(C)、ヘプチルカルボニル基(C7)、オクチルカルボニル基(C8)、デシルカルボニル基(C10)及びドデシルカルボニル基(C12)などのアルキル基とカルボニル基とが結合したもの並びにベンゾイル基(C7)などのアリール基とカルボニル基とが結合したものが包含される。
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。
アラルキル基としては、ベンジル基(C7)、フェネチル基(C8)、フェニルプロピル基(C9)、ナフチルメチル基(C11)及びナフチルエチル基(C12)などが挙げられる。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基(C)、ナフチルオキシ基(C10)、アントニルオキシ基(C14)、ビフェニルオキシ基(C12)、フェナントリルオキシ基(C14)及びフルオレニルオキシ基(C13)などのアリール基と酸素原子とが結合したものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、典型的には、アリール基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基(C)、ナフチル基(C10)、アントニル基(C14)、ビフェニル基(C12)、フェナントリル基(C14)及びフルオレニル基(C13)などが挙げられる。
芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。このような置換基は、特に限定されない限り、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルキル基及びアリールオキシ基が挙げられる。
また、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」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。
<レジスト組成物>
本発明のレジスト組成物は、樹脂(A1)、樹脂(A2)、酸発生剤(B)及び溶剤(D)を含有する。また、さらに塩基性化合物(以下、場合により「塩基性化合物(C)」という)を含有することが好ましい。
<樹脂(A1)>
樹脂(A1)は、式(a)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a)」という)を有する。繰り返しになるが、式(a)を以下に示す。
Figure 2012252244
[式(a)中、
は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基、単結合又は式(a−1)で表される基(以下、場合により「基(a−1)」という)を表す。
Figure 2012252244
(式(a−1)中、
sは0又は1を表す。
10及びA11は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
10及びX11は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。)
は、式(b)で表されるスルホラン環基を表す。
Figure 2012252244
(式(b)中、
nは0〜7の整数を表す。
Rは、ヒドロキシ基、アルコキシ基又は炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に各々結合する2つのRが結合して、前記炭素原子とともに環を形成してもよい。
---、つまり、破線及び直線の組み合わせは、単結合又は二重結合を表す。
*は、Rとの結合手である。)]
構造単位(a)においては、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基であるものが好ましく、水素原子又はメチル基であるものがより好ましい。
では、脂肪族炭化水素基に置換される置換基として、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルコキシ基などが好ましい。
基(a−1)としては、X10及びX11のように、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基等の酸素原子を含む部分構造を含む。
基(a−1)としては、
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
などが挙げられる。
なかでも、構造単位(a)のRとしては、単結合、−CH−CO−O−*又は−CH−CH−O−CO−*(ここで*は、Rとの結合手である)が好ましい。
におけるスルホラン環基は、式(b)で表されるスルトン環基である。
Figure 2012252244
[式(b)中、
nは0〜7の整数を表す。
Rは、ヒドロキシ基、アルコキシ基又は炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。また、隣接する炭素原子に各々結合する2つのRが結合して、前記炭素原子とともに環を形成してもよい。
---は、単結合又は二重結合を表す。
*は、Rとの結合手である。]
式(b)で表されるスルホラン環基では、---で表される3つの炭素−炭素結合のうち、少なくとも1つが二重結合であることが好ましく、1つの炭素−炭素結合が二重結合であることがより好ましい。
隣接する炭素原子に各々結合する2つのRが結合して、これらの炭素原子とともに形成する環としては、脂肪族環及び芳香環が挙げられ、脂肪族環が好ましい。
このような環としては、なかでも、シクロヘキサン環、ノルボルナン環及びオキサノルボルナン環などが適している。
構造単位(a)のRとしては、式(b−1)〜式(b−5)の中から選ばれるスルホラン環であることが好ましい。
Figure 2012252244
[式(c−1)〜式(c−5)中、*は、Rとの結合手を表す。]
構造単位(a)としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
式(a−1)〜式(a−19)のいずれかで表される構造単位(a)において、以下に示す部分構造(MS)を、部分構造(AS)に置き換えたものも構造単位(a)の具体例として挙げることができる。
Figure 2012252244
構造単位(a)は、以下の式(a’)で表される化合物(以下、場合により「化合物(a’)」という)から誘導される。

Figure 2012252244

[式(a’)中、R〜Rは前記と同義である。]
化合物(a’)において、Rが−CH−CH−O−CO−*(*は、Rとの結合手である)である化合物(a’)は、例えば、式(a1−a)で表される化合物と式(a1−b)で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより製造できる。この反応を反応式の形式で示すと以下のとおりである。
ここで用いる溶剤としては、アセトニトリルが好ましい。

Figure 2012252244

化合物(a1−a)としては、ヒドロキシエチルメタクリレートなどが挙げられる。このヒドロキシエチルメタクリレートは市場から容易に入手できる。
化合物(a1−b)は、式(a1−c)で表される化合物と式(a1−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。
ここで用いる溶剤としては、アセトニトリルが好ましい。

Figure 2012252244

化合物(a1−c)のうち、例えば、市場から容易に入手できるものを例示すると、以下の化合物などが挙げられる。

Figure 2012252244
化合物(a’)において、Rが単結合である化合物(a’)[式(a2)で表される化合物]は、例えば、式(a2−a)で表される化合物と式(a2−b)で表される化合物とを、塩基性触媒の存在下、溶剤中で反応させることにより得ることができる。

Figure 2012252244

塩基性触媒としては、トリエチルアミンなどが用いられる。溶媒としては、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
式(a2−a)で表される化合物としては、(メタ)アクリル酸クロリドなどが挙げられる。
式(a2−b)で表される化合物のうち、市場から容易に入手できるものを例示すると、以下で表される化合物などが挙げられる。
Figure 2012252244
上述した製造方法に準じて、以下に示すように、種々の化合物(a’)を製造することができる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対する構造単位(a)の含有割合は、2〜40モル%の範囲であると好ましく、3〜35モル%の範囲がより好ましく、5〜30モル%の範囲がさらに好ましい。
樹脂(A1)は、構造単位(a)に加えて、酸不安定基を含む構造単位を有していることが好ましい。樹脂(A1)が特定量で酸不安定基を含む構造単位を有するものである場合、かかる樹脂(A1)は後述する酸発生剤(B)との相乗効果によりレジストパターンを製造することができる。かかる樹脂(A1)は、酸不安定基を含む構造単位(以下、場合により「構造単位(a1)」という)を有することにより、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る特性(以下、場合により「酸作用特性」という)を備えたものとなる。ここで「酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶」となるとは、酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となることを意味する。酸作用特性を有する樹脂(A1)は、1種以上の構造単位(a1)を有するものであってもよく、2種以上の構造単位(a1)を有するものであってもよい。
<酸不安定基>
「酸不安定基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基を形成する基を意味する。
親水性基としては、ヒドロキシ基又はカルボキシ基が挙げられ、カルボキシ基がより好ましい。上述のとおり、酸不安定基を有する樹脂(A1)は、構造単位(a)以外の酸不安定基を有する構造単位(a1)(以下、場合により構造単位(a1)を誘導するモノマーを場合により「モノマー(a1)」という)を有するものであると好ましい。
親水性基がカルボキシ基である場合の酸不安定基は、カルボキシ基の水素原子が、有機残基に置き換わり、カルボキシ基の酸素原子と結合する有機残基の原子が3級炭素原子である基が挙げられる。このような酸不安定基のうち、好ましい酸不安定基は、例えば、以下の式(1)で表されるもの(以下、場合により「酸不安定基(1)」という)である。

Figure 2012252244

式(1)中、
a1〜Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2が結合して、それらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成し、Ra1及びRa2が結合して形成される環及び該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)で表される基において、Ra1及びRa2が互いに結合して形成する環としては、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244

このような環の炭素数は、好ましくは3〜12である。
このような酸不安定基(1)としては、例えば、
1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3が全てアルキル基である基、このアルキル基のうち、1つはtert−ブチル基であることが好ましい。)、
2−アルキル−2−アダマンチルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が互いに結合し、これらが結合する炭素原子とともにアダマンチル環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び
1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。
親水性基がヒドロキシ基である場合の酸不安定基は、このヒドロキシ基の水素原子が、有機残基に置き換わり、アセタール構造を含む基となったものが挙げられる。このような酸不安定基としては、好ましくは、例えば、以下の式(2)で表されるもの(以下、場合により「酸不安定基(2)」という)である。

Figure 2012252244

式(2)中、
b1及びRb2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、Rb3は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、あるいはRb2及びRb3は互いに結合して、それらが各々結合する炭素原子及び酸素原子とともに炭素数3〜20の環を形成し、前記環又は炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
b2及びRb3は互いに結合して形成される環は、Ra1及びRa2が互いに結合して形成される環と同様のものが挙げられる。
式(2)では、Rb1及びRb2のうち、少なくとも1つは水素原子であるものが好ましい。
酸不安定基(2)としては、例えば、以下の基が挙げられる。

Figure 2012252244
酸不安定基を有するモノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。
モノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)と、炭素−炭素二重結合とをともに分子内に有するモノマーであり、より好ましくは酸不安定基(1)を有する(メタ)アクリル系モノマーである。
酸不安定基(1)を有する(メタ)アクリル系モノマーの中でも、酸不安定基(1)が、炭素数5〜20の環式の脂肪族炭化水素を部分構造とするものが好ましい。このような立体的に嵩高い脂環基を有するモノマー(a1)を重合して得られる樹脂(A1)は、この樹脂(A1)を含むレジスト組成物を用いてレジストパターンを製造したとき、より良好な解像度でレジストパターンを製造することができる。
環式の脂肪族炭化水素を部分構造とする酸不安定基(1)を有する(メタ)アクリル系モノマーから誘導される構造単位(a1)の中でも、式(a1−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−1)」という)又は式(a1−2)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−2)」という)が好ましい。樹脂(A1)製造の際には、これらは単独で有してもよく、2種以上を有してもよい。

Figure 2012252244

式(a1−1)及び式(a1−2)中、
a1及びLa2は、それぞれ独立に、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は1〜7の整数を表す)で表される基を表す。ここで、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
a4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表し、n1は0〜10の整数を表し、n2は0〜3の整数を表す。
式(a1−1)及び式(a1−2)においては、La1及びLa2は、好ましくは、酸素原子又はk1が1〜4の整数である*−O−(CH2k1−CO−O−で表される基であり、より好ましくは酸素原子又はk1が1の*−O−(CH2k1−CO−O−で表される基であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a4及びRa5は、それぞれ、好ましくはメチル基である。
a6及びRa7は、それぞれ、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜8の脂環式炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜6の脂環式炭化水素基である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n2は、好ましくは0〜2の整数、より好ましくは0又は1である。
式(a1−1)で表される構造単位としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
式(a1−1−1)〜式(a1−1−38)のいずれかで表される構造単位(a1−1)の具体例において、上述した部分構造(MS)を部分構造(AS)に置き換えたものも構造単位(a1−1)の具体例として挙げることができる。
以上の構造単位(a1−1)の具体例の中では、式(a1−1−1)、式(a1−1−2)及び式(a1−1−3)のいずれかで表される構造単位(a1−1)並びにこれらの構造単位(a1−1)の部分構造(MS)が部分構造(AS)に置き換えられたものが好ましく、式(a1−1−1)、式(a1−1−2)及び式(a1−1−3)のいずれかで表される構造単位(a1−1)がより好ましく、式(a1−1−1)及び式(a1−1−2)のいずれかで表される構造単位(a1−1)がさらに好ましい。なお、これら好ましい構造単位(a1−1)を有する樹脂(A1)は、樹脂(A1)を製造する際に、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又は2−イソプロピル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートなどを製造用原料(モノマー(a1))として用いればよい。
式(a1−2)で表される構造単位としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)のいずれかで表される構造単位(a1−2)の具体例において、上述したように、部分構造(MS)を部分構造(AS)に置き換えたものも構造単位(a1−2)の具体例として挙げることができる。
なかでも、式(a1−2−1)、式(a1−2−2)、式(a1−2−4)及び式(a1−2−5)のいずれかで表される構造単位(a1−2)あるいはこれらの構造単位(a1−2)の部分構造(MS)が部分構造(AS)に置き換えられたものがより好ましく、式(a1−2−4)及び式(a1−2−4)のいずれかで表される構造単位あるいはこれらの構造単位(a1−2)の部分構造(MS)が部分構造(AS)に置き換えられたものがさらに好ましい。このような構造単位(a1−2)を有する樹脂(A1)を製造するためには、2−メチル−2−シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどをモノマー(a1)として用いればよい。
構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する樹脂(A1)を製造する場合、得られる樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、これら構造単位の合計が10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の含有割合の合計をこのような範囲にするためには、樹脂(A1)を製造する際に、全モノマーの使用量に対する、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)の使用量を調整すればよい。
樹脂(A1)には、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の、酸不安定基を有する構造単位(a1)〔他の構造単位(a1)〕を有していてもよい。
このような他の構造単位(a1)としては、例えば、以下の式(a1−3)で表されるノルボルネン環を有するモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−3)」という)から誘導されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
式(a1−3)中、
a9は、水素原子、ヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキル基、カルボキシル基、シアノ基又は基−COORa13(ここで、Ra13は、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい)を表す。
a10〜Ra12は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を表すか、或いは、Ra10及びRa11が結合して、これらが結合している炭素原子とともに、炭素数3〜20の環を形成し、脂肪族炭化水素基及び環を構成する水素原子は、ヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基及び環を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
ヒドロキシ基を有するアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
式(a1−3)においては、Ra13は、好ましくは、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である。
a10及びRa11が互いに結合して形成される環は、脂肪族環が好ましく、具体的には、シクロへキサン環及びアダマンタン環などが挙げられる。
モノマー(a1−3)としては、例えば、5−ノルボルネン−2−カルボン酸−tert−ブチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチルシクロヘキシル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−メチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−エチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル及び5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチルなどが挙げられる。
モノマー(a1−3)を用いて樹脂(A1)を製造した場合、この樹脂(A1)にはモノマー(a1−3)に由来する、立体的に嵩高い構造単位(a1)が含まれることになる。このように立体的に嵩高い構造単位(a1)を有する樹脂(A)を含有する本レジスト組成物により、レジストパターンを製造すれば、より良好な解像度でレジストパターンを得ることができる。さらにモノマー(a1−3)を用いることにより、樹脂(A1)の主鎖に剛直なノルボルナン環を導入できるため、該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、ドライエッチング耐性に優れたレジストパターンが得られ易いという傾向がある。
良好な解像度でレジストパターンを製造でき、ドライエッチング耐性に優れたレジストパターンが得られ易いという観点から、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対するモノマー(a1−3)に由来する構造単位の含有割合は、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。
さらに、酸不安定基(2)を有するモノマーとして、例えば、以下の式(a1−4)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−4)」という)を用いてもよい。
Figure 2012252244
式(a1−4)中、
a32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。
a33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。
laは0〜4の整数を表す。laが2以上である場合、複数のRa33は同一でも異なっていてもよい。
a34及びRa35は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
a2は、単結合又は置換基を有していていもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又は−N(R)−で示される基に置き換わっていてもよい。ここで、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
a3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基である。
ハロゲン原子を有するアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチル基及びペルヨードメチル基などのハロアルキル基が挙げられる。
式(a1−4)においては、アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
アルコキシ基としては、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
a2の脂肪族炭化水素基としては、好ましくは、鎖式脂肪族炭化水素基であり、より好ましくは飽和の脂肪族炭化水素基であり、さらに好ましくはアルカンジイル基である。
a3の炭化水素基としては、好ましくは、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である。
モノマー(a1−4)としては、以下のモノマーが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244

ここに示すモノマー(a1−4)において、以下に示す部分構造(V)を部分構造(P)に置き換えたものもモノマー(a1−4)の具体例として挙げることができる。
Figure 2012252244
樹脂(A1)が、モノマー(a1−4)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。
酸不安定基(2)を有するモノマー(a1)においても、(メタ)アクリル系モノマーが好ましく、このような(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、式(a1−5)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−5)」という)が挙げられる。
Figure 2012252244
[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、酸素原子、硫黄原子又は−O−(CH2k1−CO−O−で表される基を表す。ここで、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs2は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。]
式(a1−5)においては、R31は、好ましくは、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基であり、より好ましくは水素原子及びメチル基である。
は、酸素原子が好ましい。
及びLは、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であることが好ましい。
s1は、1が好ましい。
s2は、0〜2が好ましい。
は、単結合又は−CH−CO−O−が好ましい。
モノマー(a1−5)としては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
ここに示すモノマー(a1−5)において、上述した部分構造(P)を部分構造(V)に置き換えたものもモノマー(a1−5)の具体例として挙げることができる。
樹脂(A1)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位(a1)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。
さらに、酸不安定基(1)と炭素−炭素二重結合とを分子内に有する他の構造単位を誘導するモノマーを、樹脂(A1)製造に用いてもよい。
このようなモノマーとしては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
樹脂(A1)がその他の酸不安定モノマーに由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。
樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対する、酸不安定基を有する構造単位の含有割合は、好ましくは10〜80モル%の範囲であり、より好ましくは20〜60モル%の範囲である。
樹脂(A1)が、アダマンタン環を有する構造単位、特に構造単位(a1−1)を含む場合、構造単位(a1)の総量(100モル%)に対して、構造単位(a1−1)の割合を15モル%以上とすることが好ましい。この範囲とすることにより、樹脂(A1)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより良好になる傾向がある。
<酸安定構造単位>
樹脂(A1)は、構造単位(a)及び構造単位(a1)に加えて、酸不安定基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」という)を有していることが好ましい。
樹脂(A1)が酸安定構造単位を有する場合、構造単位(a1)の含有割合と酸安定性構造単位の含有割合との比は、〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕で表して、好ましくは10〜80モル%/90〜20モル%であり、より好ましくは20〜60モル%/80〜40モル%である。なお、構造単位(a1)の含有割合を基準にして、酸安定性構造単位の含有割合を定めるときは、構造単位(a)を酸安定構造単位に含めて含有割合を算出する。
酸安定構造単位は、ヒドロキシ基又はラクトン環を有する構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a2)」という)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a3)」という)を有する樹脂(A1)は、樹脂(A1)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜又は塗布膜から得られる組成物層が基板との間に優れた密着性を発現し易くなる。また、この本レジスト組成物は良好な解像度で、レジストパターンを製造することができる。
<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A1)に導入する場合、樹脂(A1)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、酸安定構造単位(a2)を1種又は2種以上選択することができる。例えば、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性水酸基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A1)に導入することが好ましい。
短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A1)に導入することが好ましい。
なお、以下の説明において、酸安定構造単位(a2)を誘導するモノマーを「酸安定モノマー(a2)」といい、酸安定構造単位(a3)を誘導するモノマーを「酸安定モノマー(a3)」という。また、ここでいう酸安定モノマー(a2)及び酸安定モノマー(a3)に加え、後述する酸安定モノマー(a4)などの酸安定構造単位を誘導するモノマーを「酸安定モノマー」と総称する。
<酸安定構造単位(a2−0)>
酸安定構造単位(a2)としては、以下の式(a2−0)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−0)」という)を挙げることができる。
Figure 2012252244
式(a2−0)中、
a30は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
a31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
maは0〜4の整数を表す。maが2以上の整数である場合、複数のRa31は同一でも異なっていてもよい。
式(a2−0)においては、Ra30は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
a31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
酸安定構造単位(a2−0)を与えるモノマー(以下、場合により「酸安定モノマー(a2−0)」という)としては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。
Figure 2012252244
ここに例示する具体例において、ベンゼン環に結合しているメチル基やエチル基を、Ra31として例示したその他の置換基に置き換えたものも、酸安定モノマー(a2−0)の具体例である。
このような酸安定モノマー(a2−0)を用いて、樹脂(A1)を製造する場合は、この酸安定モノマー(a2−0)にあるフェノール性水酸基が適当な保護基で保護されているモノマーを用いることもできる。ここでいう保護基としては、例えば、アセチル基などが好ましい。アセチル基で保護されたフェノール性水酸基は、酸との接触により該アセチル基が脱保護されるため、アセチル基で保護された酸安定構造単位(a2−0)の前駆構造単位からは、脱保護することにより、酸安定構造単位(a2−0)が得られる。ただし、樹脂(A1)は上述のとおり、酸不安定基を持つ構造単位(a1)を有しているので、フェノール性水酸基が適当な保護基で保護されてなる前駆構造単位を脱保護する際には、構造単位(a1)の酸不安定基を著しく損なわないようにして、脱保護を実施する必要がある。
酸安定モノマー(a2−0)としては、4−ヒドロキシスチレン又は4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンが特に好ましい。これらを用いて、樹脂(A1)を製造する際には、これらにあるフェノール性水酸基が適当な保護基で保護したものを用いることもできる。
樹脂(A1)が、酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜95モル%の範囲から選ばれ、10〜80モル%の範囲がより好ましく、15〜80モル%の範囲がさらに好ましい。
<酸安定構造単位(a2−1)>
酸安定構造単位(a2−1)は、以下の式(a2−1)で表されるものである。
Figure 2012252244
式(a2−1)中、
a3は、酸素原子又は−O−(CH2k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表す。)を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。
式(a2−1)においては、La3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子又は、−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
式(a2−1−1)〜式(a2−1−17)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)の具体例において、部分構造(MS)を部分構造(AS)に置き換えたものも酸安定構造単位(a2−1)の具体例として挙げることができる。
酸安定構造単位(a2−1)の中でも、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−13)及び式(a2−1−15)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)並びにこれらの酸安定構造単位(a2−1)の部分構造(MS)が部分構造(AS)に置き換わったものが好ましく、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−13)及び式(a2−1−15)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)がさらに好ましい。これらの酸安定構造単位(a2−1)を有する樹脂(A1)は、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリル酸1−(3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルオキシカルボニル)メチルなどを、樹脂(A1)製造用のモノマーとして用いればよい。
樹脂(A1)が、酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、3〜45モル%の範囲が好ましく、5〜40モル%の範囲がより好ましく、5〜35モル%の範囲がさらに好ましい。
<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(a3)が有するラクトン環は、例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものが挙げられる。樹脂(A1)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−1)」といい、式(a3−2)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−2)」といい、式(a3−3)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−3)」という。
Figure 2012252244
[式(a3−1)〜式(a3−3)中、
a4〜La6は、それぞれ独立して、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a18〜Ra20は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。
a21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、p1が2以上の場合、複数のRa21は同一でも異なっていてもよい。
a22及びRa23は、それぞれ独立して、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22は、同一でも異なっていてもよく、r1が2以上の場合、複数のRa23は、同一でも異なっていてもよい。
p1は、0〜5の整数を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。]
式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、それぞれ独立に、酸素原子又はk3が1〜4の整数である*−O−(CH2k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子又は、*−O−CH2−CO−O−がより好ましく、さらに好ましくは酸素原子である。
a18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、q1及びr1は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。
酸安定構造単位(a3−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
酸安定構造単位(a3−2)としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
酸安定構造単位(a3−3)は例えば、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244

式(a3−1−1)〜式(a3−1−11)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−1)、式(a3−2−1)〜式(a3−2−11)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−2)及び式(a3−3−1)〜式(a3−3−6)のいずれかで表される酸安定構造単位(a3−3)において、上述したように、部分構造(MS)を部分構造(AS)に置き換えたものも、各々酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)の具体例として挙げることができる。また、この例示において、ラクトン環が有する置換基(Ra21〜Ra23)としてメチル基を有するものも例示したが、このメチル基を上述のような基に置き換えたものも、酸安定構造単位(a3)の具体例として挙げられる。
酸安定構造単位(a3)の中でも、α−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイロキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイロキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、(メタ)アクリル酸(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロ−2−オキソ−3−フリル及び(メタ)アクリル酸2−(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルオキシ)−2−オキソエチルなどから誘導される酸安定構造単位(a3)が好ましい。
樹脂(A1)が、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)からなる群より選ばれる酸安定構造単位(a3)を有する場合、その合計含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、5〜70モル%の範囲から選ばれ、10〜65モル%の範囲が好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましい。
<酸安定モノマー(a4)>
樹脂(A1)製造には、その他の酸安定モノマー(a4)を用いてもよい。
酸安定モノマー(a4)としては、以下の式(a4−1)で表される無水マレイン酸、式(a4−2)で表される無水イタコン酸、及び、式(a4−3)で表されるノルボルネン環を有する酸安定モノマー(以下、場合により「酸安定モノマー(a4−3)」という)などを挙げることができる。
Figure 2012252244
式(a4−3)中、
a25及びRa26は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜3のアルキル基、シアノ基、カルボキシ基又は基−COORa27(ここで、Ra27は、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。但し−COORa27が酸不安定基となるものは除く(即ちRa27は、3級炭素原子が−O−と結合するものを含まない))を表すか、或いはRa25及びRa26は互いに結合して−CO−O−CO−を形成する。
ヒドロキシ基を有していてもよいアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基などが好ましい。
脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基及び炭素数4〜18の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数4〜12の脂環式炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基及び2−オキソ−オキソラン−4−イル基などがさらに好ましい。
酸安定モノマー(a4−3)としては、例えば、2−ノルボルネン、2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、5−ノルボルネン−2−メタノール、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などが挙げられる。
樹脂(A1)が、式(a4−1)で表される無水マレイン酸に由来する構造単位、式(a4−2)で表される無水イタコン酸に由来する構造単位及び酸安定モノマー(a4−3)に由来する構造単位からなる群より選ばれる構造単位を有する場合、その合計含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、2〜40モル%の範囲から選ばれ、3〜30モル%の範囲が好ましく、5〜20モル%の範囲がさらに好ましい。
また、樹脂(A1)製造には、例えば、以下に示すようなフッ素原子を有するモノマー(以下、場合により「酸安定モノマー(a4−4)」という)を用いてもよい。
Figure 2012252244
このような酸安定モノマー(a4−4)の中でも、単環式又は多環式の脂環式炭化水素を有する(メタ)アクリル酸5−(3,3,3−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−[トリフルオロメチル]プロピル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル、(メタ)アクリル酸6−(3,3,3−トリフルオロ−2−ヒドロキシ−2−[トリフルオロメチル]プロピル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル、(メタ)アクリル酸4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]ノニルが好ましい。
樹脂(A1)が、酸安定モノマー(a4−4)に由来する構造単位を有する場合、その合計含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜20モル%の範囲から選ばれ、2〜15モル%の範囲が好ましく、3〜10モル%の範囲がさらに好ましい。
樹脂(A1)の製造には、以下の式(3)で表される基を有する酸安定モノマー(a4−5)を用いることもできる。
Figure 2012252244
[式(3)中、
10は、炭素数1〜6のフッ化アルキル基を表す。]
フッ化アルキル基としては、ジフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、パーフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(パーフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、2−(パーフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、パーフルオロペンチルメチル基及びパーフルオロヘキシル基が挙げられる。
式(3)においては、フッ化アルキル基は、その炭素数が1〜4であるものが好ましく、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基及びペルフルオロプロピル基がより好ましく、ペルフルオロメチル基が特に好ましい。
酸安定モノマー(a4−5)としては、例えば、以下で表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
ここに示した酸安定モノマー(a4−5)の具体例において、上述した部分構造(P)を、部分構造(V)に置き換えたものも、酸安定モノマー(a4−5)の具体例として挙げることができる。
樹脂(A1)が、酸安定モノマー(a4−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜30モル%の範囲から選ばれ、3〜25モル%の範囲が好ましく、5〜20モル%の範囲がさらに好ましい。
樹脂(A1)の製造には、以下の式(4)で表される基を有する酸安定モノマー(a4)を用いることもできる。
Figure 2012252244
[式(4)中、
11は置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基を表す。
12は、置換基を有してもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。
は、単結合、−(CHm10−SO−O−*又は−(CHm10−CO−O−*を表し、ここに示すアルキレン鎖〔−(CHm10−〕を構成するメチレン基は、酸素原子、カルボニル基又はスルホニル基に置き換わっていてもよく、当該アルキレン鎖に含まれる水素原子は、フッ素原子に置き換わっていてもよい。
m10は、1〜12の整数を表す。]
11における芳香族炭化水素基の置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、フェニル基、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、フェニルオキシ基及びtert−ブチルフェニル基などが挙げられる。
11としては、以下のものが挙げられる。*は炭素原子との結合手である。
Figure 2012252244
12における炭化水素が含んでいてもよいヘテロ原子としては、ハロゲン原子、硫黄原子、酸素原子及び窒素原子などが挙げられる。また、連結基として、スルホニル基、カルボニル基を含む形態でもよい。
このようなヘテロ原子を含むR12としては、以下の基が挙げられる。
Figure 2012252244
としては、下記に示す基が挙げられる。
Figure 2012252244
式(4)で表される基を含む酸安定モノマー(a4)としては、例えば、式(a4−6)で表される酸安定モノマーが挙げられる。
Figure 2012252244

[式(a4−6)中、
13は、水素原子又はメチル基を表す。
11、R12及びAは、前記と同義である。]
酸安定モノマー(a4−6)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
ここに示した酸安定モノマー(a4−6)の具体例において、上述したように、部分構造(V)を部分構造(P)に置き換えたものもモノマー(a4−6)の具体例として挙げることができる。
樹脂(A1)が、酸安定モノマー(a4−6)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜30モル%の範囲から選ばれ、3〜25モル%の範囲が好ましく、5〜20モル%の範囲がさらに好ましい。
さらに、酸安定モノマー(a4)として、例えば、以下の式(a4−7)で表されるモノマーを用いてもよい。
Figure 2012252244
[式(a4−7)中、
環Wは、炭素数3〜36の環式脂肪族炭化水素を表す。
は、単結合又は炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよいが、Aのうち、酸素原子に結合している原子は炭素原子である。
14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を表す。
15及びR16は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のハロアルキル基を表す。]
式(a4−7)においては、環Wは、炭素数は5〜18の環式脂肪族炭化水素が好ましく、6〜12の範囲がより好ましい。具体的には、上述した式(KA−1)〜式(KA−19)で示した環式脂肪族炭化水素が挙げられる。すなわち、式(a4−7)において、
Figure 2012252244
で示される部分構造は、式(KA−1)〜式(KA−19)の脂環式炭化水素を構成する水素原子の1個がAとの結合手に、脂環式炭化水素の環原子である炭素原子の1つに結合している2つの水素原子が、−O−CO−R15又は−O−CO−R16との結合手に置き換わったものを挙げることができる。
としては、シクロヘキサン環、アダマンタン環及びノルボルネン環が特に好ましい。
の脂肪族炭化水素基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基が好ましい。
としては、例えば、アルカンジイル基と脂環式炭化水素基とを組み合わせた脂肪族炭化水素基であることが適している。このような脂肪族炭化水素基としては、以下の式(X−A)、式(X−B)及び式(X−C)で表される基などが挙げられる。
Figure 2012252244
式中、
X1及びXX2は、それぞれ独立に、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基を表し、XX1及びXX2がともに単結合であることはなく、式(X−A)、式(X−B)及び式(X−C)で表される基の総炭素数は17以下である。
における脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基が酸素原子又はカルボニル基に置き換わった基としては、例えば、式(a)の基(a−1)で例示したものが挙げられる。
なかでも、Aは、単結合又は*−(CHs1−CO−O−(*は−O−との結合手を表し、s1は1〜6の整数を表す。)で表される基が好ましく、単結合又は*−CH−CO−O−(*は−O−との結合手を表す)で表される基がより好ましい。
14は、水素原子又はメチル基が好ましい。
14〜R16におけるハロゲン原子としては、フッ素原子が特に好ましい。
14及びR16のハロアルキル基のうち、好ましくはペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基及びペルフルオロブチル基などが挙げられ、より好ましくは、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基及びペルフルオロプロピル基である。
酸安定モノマー(a4−7)としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。R14〜R16及びAは、前記と同義である。
Figure 2012252244
これらの中でも、
Figure 2012252244
で示されるモノマーがより好ましい。
酸安定モノマー(a4−7)としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
ここに示した酸安定モノマー(a4−7)の具体例において、上述したように、部分構造(P)を部分構造(V)に置き換えたものも、酸安定モノマー(a4−7)の具体例として挙げられる。
酸安定モノマー(a4−7)は、式(a4−7−a)で表される化合物と、式(a4−7−b)で表される化合物とを反応させることにより製造することができる。
式(a4−7−a)で表される化合物は例えば、特開2002−226436号公報に記載されている1−メタクリロイルオキシ−4−オキソアダマンタンなどが挙げられる。 式(a4−7−b)で表される化合物としては、例えば、ペンタフルオロプロピオン酸無水物、ヘプタフルオロ酪酸無水物及びトリフルオロ酢酸無水物などが挙げられる。この反応は、用いる式(a4−7−b)で表される化合物の沸点温度付近で加温することにより、実施することが好ましい。
Figure 2012252244
[式(a4−7−a)及び式(a4−7−b)中
、A、R14、R15及びR16は、前記と同義である。]
樹脂(A1)が、酸安定モノマー(a4−7)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A1)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜30モル%の範囲から選ばれ、3〜25モル%の範囲が好ましく、5〜20モル%の範囲がさらに好ましい。
<樹脂(A2)>
樹脂(A2)は、式(a4−8)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a4−8)」という)を有する。
Figure 2012252244
[式(a4−8)中、
a41は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
a41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)で表される基を表す。
Figure 2012252244
(式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
a42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
a43は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
a41及びXa42は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は6以下である。)
a42は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
a41の脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基と及び芳香族炭化水素基は、その炭素数がそれぞれの範囲ですでに例示したものを含む。
a41は、炭素数1〜4のアルカンジイル基が好ましく、エチレン基がさらに好ましい。
a42の脂肪族炭化水素基は、部分的に、炭素炭素不飽和結合を有していてもよいが、炭素炭素不飽和結合を有さない脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。また、Ra42は、置換基を有していても有していなくてもよいが、置換基を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。かかる置換基としては、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基が好ましい。
Figure 2012252244
[式(a−g3)中、
a43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
a45は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表す。)
なかでも、Ra42は、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であるか、該脂肪族炭化水素基に含まれる1個の水素原子が前記式(a−g3)で表される基に置換された基であると好ましく、この場合の、式(a−g3)で表される基に置換された脂肪族炭化水素基としては、以下の式(a−g2)で表される基であることが好ましい。
Figure 2012252244
(式(a−g2)中、
a46は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。
a43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
a47は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表す。]
なお、式(a−g2)においては、Xa43は、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基が好ましい。
また、式(a−g2)で表される基の場合、Aa45及びAa46の合計炭素数は17以下が好ましく、15以下がさらに好ましい。
好適なRa42である、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基から選ばれる置換基を有する脂肪族炭化水素基(式(a−g2)で表される基)について詳述する。
まず、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基について説明する。かかる脂肪族炭化水素基は典型的には、ハロゲン原子を有するアルキル基及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基(好ましくは、ハロゲン原子を有するシクロアルキル基)である。ハロゲン原子を有するアルキル基とは、該アルキル基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。同様に、ハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基とは、該脂環式炭化水素基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。ハロゲン原子を有するアルキル基及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基に含まれるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、或いはこれらを組み合わせた形式でもよいが、フッ素原子が特に好ましい。
a42が、フッ素原子を有する脂肪族炭化水素基である構造単位(a4−8)を、Aa41が好ましいエチレン基である場合の具体例で示すと、以下の式(a4−8−1)〜式(a4−8−22)で表される構造単位(a4−8)が挙げられる。

Figure 2012252244
Figure 2012252244
a42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、アルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置換されたペルフルオロアルキル基や、シクロアルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置換されたペルフルオロシクロアルキル基がより好ましい。Ra42が、ペルフルオロアルキル基又はペルフルオロシクロアルキル基である構造単位(a4−8)は、上述の具体例の中では、式(a4−8−3)、式(a4−8−4)、式(a4−8−7)、式(a4−8−8)、式(a4−8−11)、式(a4−8−12)、式(a4−8−15)、式(a4−8−16)、式(a4−8−19)、式(a4−8−20)、式(a4−8−21)及び式(a4−8−22)のいずれかで表されるものが該当する。さらに、Rはペルフルオロアルキル基が好ましく、当該ペルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基などが例示される。さらに好ましくは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基であり、特に好ましくは、炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。
a42が、式(a−g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基である場合を、次に説明する。この脂肪族炭化水素基には、式(a−g3)で表される基を1個又は複数個有していてもよいが、式(a−g3)で表される基に含まれる炭素原子の数を含めて、脂肪族炭化水素基の総炭素数は、17以下であり、15以下が好ましく、12以下がより好ましい。このような好ましい総炭素数を満たすためにも、すでに述べたとおり、式(a−g3)で表される基を1個有する基がRa42として好ましい。
a42が、式(a−g2)で表される基を1個有する脂肪族炭化水素基である構造単位(a4−8)は具体的には、以下の式(a4−8’)で表される(以下、場合により「構造単位(a4−8’)」という)。
Figure 2012252244
[式(a4−8’)中、
すべての符号はいずれも、前記と同義である。]
構造単位(a4−8’)において、Aa46及びAa47はともにハロゲン原子を有することもあるが、Aa46が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であるか、または、Aa47が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。さらには、Aa46がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましく、中でも、Aa46はフッ素原子を有するアルカンジイル基であると一層好ましく、ペルフルオロアルカンジイル基であると特に好ましい。なお、この「ペルフルオロアルカンジイル基」とは、水素原子の全部がフッ素原子に置換されたアルカンジイル基をいう。
a42がペルフルオロアルカンジイル基である構造単位(a4−8’)を、Aa41がエチレン基である場合で例示すると、以下の式(a4−8’−1)〜式(a4−8’−22)で表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
a46及びAa47は炭素数の合計が17以下である範囲で、任意に選択されるが、Aa46の炭素数は1〜6の範囲が好ましく、1〜3の範囲がさらに好ましい。
一方、Aa47の炭素数は4〜15の範囲が好ましく、5〜12の範囲がさらに好ましい。特に好ましいA14は、炭素数6〜12の脂環式炭化水素基であり、当該脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基及びアダマンチル基が特に好ましい。
a46及びAa47の組み合わせのうち、より好ましいものを、*−Aa46−Xa44−Aa47で表される基(*はカルボニル基との結合手である。)の場合で例示すると以下のとおりである。

Figure 2012252244
このような基を有するモノマー(a4−8’)は、前記の具体例の中では、式(a4−8’−9)〜式(a4−8’−20)で表される化合物が該当する。
樹脂(A2)中、構造単位(a4−8)の含有割合は、樹脂(A2)の全構造単位(100モル%)に対して、10モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましく、30モル%以上がさらに好ましい。また、樹脂(A2)は実質的に構造単位(a4−8)からなるものであってもよい。
<樹脂の製造>
樹脂(A1)は、化合物(a’)と、モノマー(a1)と、必要に応じて、酸安定モノマーとを重合することによって製造することができる。より好ましくは、化合物(a’)と、モノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導し得る酸安定モノマーとを共重合することにより製造することができる。
樹脂(A1)を製造する場合、モノマー(a1)として、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)のうち、少なくとも1種を用いることが好ましく、アダマンチル基を有するモノマー(a1)を用いることがさらに好ましい。酸安定モノマーとしては、酸安定構造単位(a2−1)を誘導するモノマー及び酸安定構造単位(a3)を誘導するモノマーを用いることが好ましい。酸安定モノマー(a3)としては、酸安定構造単位(a3−1)及び酸安定構造単位(a3−2)の少なくとも1種を誘導する酸安定モノマーを用いることが好ましい。樹脂(A1)は、このようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供することにより製造することができる。
一方、樹脂(A2)は構造単位(a4−8)を誘導しえるモノマーを、又は構造単位(a4−8)を誘導し得るモノマーと、該モノマーと共重合可能な他のモノマーとを、公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供することにより製造することができる。樹脂(A2)が構造単位(a4−8)と、構造単位(a4−8)以外の構造単位とからなる共重合体である場合、構造単位(a4−8)以外の構造単位としては、樹脂(A1)の酸安定構造単位で説明したものと同じものが採用される。
樹脂(A1)の重量平均分子量は、2,500以上50,000以下であることが好ましく、3,000以上30,000以下がさらに好ましい。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものであり、該分析の詳細な分析条件は、本願の実施例で詳述する。
樹脂(A2)の重量平均分子量は、好ましくは、8,000以上(より好ましくは10,000以上、さらに好ましくは30,000以上)、80,000以下(より好ましくは60,000以下、さらに好ましくは55,000以下)である。なお、樹脂(A2)の重量平均分子量の測定方法は、樹脂(A)の場合と同じである。
<酸発生剤(B)>
本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)は、非イオン系酸発生剤でも、イオン系酸発生剤でもよく、これらの組み合わせでもよい。非イオン系酸発生剤には、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、DNQ 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が含まれる。イオン系酸発生剤は、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩及びヨードニウム塩など)が代表的である。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン及びスルホニルメチドアニオンなどがある。
酸発生剤(B)としては、本発明の技術分野で使用される酸発生剤(特に光酸発生剤)だけでなく、光カチオン重合の光開始剤、色素類の光消色剤又は光変色剤等の放射線(光)によって酸を発生する公知化合物及びそれらの混合物も、適宜使用できる。例えば、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号、米国特許第3,779,778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第126,712号等に記載されている、放射線によって酸を発生する化合物を、酸発生剤(B)として使用できる。
以上のように、本発明の技術分野で使用される酸発生剤はいずれも酸発生剤(B)として使用できるが、中でも、イオン性酸発生剤が好ましく、式(B1)で表されるスルホン酸塩が酸発生剤(B)[以下、場合により「酸発生剤(B1)」という]として特に好ましい。

Figure 2012252244
式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、置換基を有していてもよい2価の炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表し、該2価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい1価の炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、カルボニル基又はスルホニル基に置き換わっていてもよい。
+は、有機カチオンを表す。
ペルフルオロアルキル基としては、フッ化アルキル基のうちのペルフルオロアルキル基が挙げられる。
式(B1)においては、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、トリフルオロメチル基又はフッ素原子が好ましく、Q1及びQ2がともにフッ素原子がさらに好ましい。
b1における脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基に置き換わったものとしては、例えば、以下の式(b1−1)〜式(b1−6)のいずれかで示される基が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−6)は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、左側の結合手(*)は、C(Q1)(Q2)の炭素原子と結合し、右側の結合手(*)はYと結合している。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。

Figure 2012252244
式(b1−1)〜式(b1−6)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の脂肪族炭化水素基を表す。
b3は、単結合又は炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表す。
b4は、炭素数1〜13の脂肪族炭化水素基を表し、Lb3及びLb4の合計炭素数の上限は13である。
b5は、炭素数1〜15の脂肪族炭化水素基を表す。
b6及びLb7は、それぞれ独立に、炭素数1〜15の脂肪族炭化水素基を表し、Lb6及びLb7の合計炭素数の上限は16である。
b8は、炭素数1〜14の脂肪族炭化水素基を表す。
b9及びLb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜11の脂肪族炭化水素基を表し、Lb9及びLb10の合計炭素数の上限は12である。
式(b1−1)で表される2価の基は、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
式(b1−2)で表される2価の基は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
式(b1−3)で表される2価の基は例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012252244
b1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基である。
これらの中でも、Lb1として、式(b1−1)で表される2価の基、Lb2が単結合又はメチレン基である式(b1−1)で表される2価の基がより好ましい。
b1における脂肪族炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基及びグリシジルオキシ基等が挙げられる。
Yはアルキル基及び脂環式炭化水素基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数3〜12の脂環式炭化水素基がさらに好ましく、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基が特に好ましい。
Yにおける脂肪族炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子(但し、フッ素原子を除く)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2j2−O−CO−Rb1で表される基(式中、Rb1は、炭素数1〜16の炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す)などが挙げられる。ここで、芳香族炭化水素基及びアラルキル基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
Yの脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基が酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わった基としては、例えば、環状エーテル基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つが酸素原子に置き換わった基)、環状ケトン基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つがカルボニル基に置き換わった基)、スルトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びスルホニル基に置き換わった基)及びラクトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びカルボニル基に置き換わった基)などが挙げられる。
Yの脂環式炭化水素基の好ましい基は、以下に示す式(Y1)〜式(Y5)のいずれかで表される脂環式炭化水素基であり、これらのうち、式(Y1)、式(Y2)、式(Y3)及び式(Y5)のいずれかで表される脂環式炭化水素基がさらに好ましく、式(Y1)及び式(Y2)のいずれかで表される脂環式炭化水素基が特に好ましい。

Figure 2012252244
置換基を有する脂環式炭化水素基の具体例は例えば、以下のものである。

Figure 2012252244
なかでも、Yとしては、ヒドロキシアダマンチル基が特に好ましい。
酸発生剤(B1)を構成するスルホン酸アニオンとしては、例えば、式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)で表されるものが挙げられる。この式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンにおいて、Lb1は式(b1−1)で表される基が好ましい。また、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に、Yの脂肪族炭化水素基に任意に有することもある置換基として定義したものであり、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチル基が特に好ましい。

Figure 2012252244
式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)のいずれかで表されるスルホン酸アニオンの具体例は例えば、特開2010−204646号公報に記載されているスルホン酸アニオンを挙げることができる。
スルホン酸アニオンとして、Lb1が、式(b1−1)で表される基が好ましく、Yが、式(Y1)又は式(Y2)で表される脂環式炭化水素基であるものが好ましい。
Yが無置換の脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−1)〜式(b1−s−9)のいずれかで表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
Yがヒドロキシ基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−10)〜式(b1−s−18)のいずれかで表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
Yが環状ケトン基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−19)〜式(b1−s−29)のいずれかで表されるものが挙げられる。

Figure 2012252244
Figure 2012252244
Yが芳香族基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−30)〜式(b1−s−35)のいずれかで表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
Yが、前記ラクトン環基又は前記スルホン酸環基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−36)〜式(b1−s−41)のいずれかで表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
また、Yはアルキル基であってもよい。このようなスルホン酸アニオンとしては例えば、以下の式(b1−s−42)で表されるものが挙げられる。
Figure 2012252244
酸発生剤(B1)中の有機カチオン(Z+)は例えば、オニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン及びホスホニウムカチオンなどが挙げられる。これらの中でも、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましく、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましく、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である。
Figure 2012252244
式(b2−1)〜式(b2−4)において、
b4〜Rb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を表し、この炭化水素基のうちでは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましい。Rb4とRb5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。前記アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を有していてもよく、前記脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよく、前記芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の飽和環状炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を有していてもよい。
b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
b9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。
b11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
b9〜Rb11は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基であり、この脂肪族炭化水素基がアルキル基である場合、その炭素数は1〜12であると好ましく、この脂肪族炭化水素基が脂環式炭化水素基である場合、その炭素数は3〜18であると好ましく、4〜12であるとさらに好ましい。
b12は、炭素数1〜18の炭化水素基を表す。この炭化水素基のうち、芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基を有していてもよい。
b9とRb10及び/又はRb11とRb12は、それぞれ独立に、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)は脂肪族環又は該脂肪族環を構成するメチレン基が、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わった環である。
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は同一でも異なっていてもよく、p2が2以上であるとき、複数のRb14は同一でも異なっていてもよく、s2が2以上であるとき、複数のRb15は同一でも異なっていてもよく、t2が2以上であるとき、複数のRb18は同一でも異なっていてもよい。
アルキルカルボニルオキシ基としては、すでに例示したアシル基と酸素原子とが結合してなる基が具体例として挙げられる。
b9とRb10との組み合わせが結合して形成する環としては、例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
b11とRb12との組み合わせが結合して形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
式(b2−1)〜式(b2−4)で表される有機カチオンの具体例は、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。
中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、Rb4〜Rb6のうち少なくとも1つがアリール基であるアリールスルホニウムイオンがより好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機カチオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という〕がさらに好ましく、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、R19、R20及びR21がいずれもメチル基である。)が特に好ましい。
Figure 2012252244
式(b2−1−1)中、
b19〜Rb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、該脂肪族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよい。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(好ましくは0又は1)を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19〜Rb21はそれぞれ独立であり、w2が2以上のとき、複数のRb20は同一でも異なっていてもよく、x2が2以上のとき、複数のRb21は同一でも異なっていてもよい。
式(b2−1−1)においては、脂肪族炭化水素基の炭素数は1〜12であることが好ましく、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数4〜18の脂環式炭化水素基がより好ましい。
b19、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。
カチオン(b2−1−1)としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
カチオン(b2−2)としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
カチオン(b2−3)としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2012252244
以上、酸発生剤(B1)を構成するスルホン酸アニオン及び有機カチオンに分けて説明したが、該酸発生剤(B1)はスルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。スルホン酸アニオンと有機カチオンとは、例えば、表1に示すように、任意に組み合わせることができる。表1では、式(b1−s−1)で表されるスルホン酸アニオンなどを、その式番号に応じて、「(b1−s−1)」などと表し、式(b2−c−1)で表される有機カチオンなどを、その式番号に応じて、「(b2−c−1)」などと表す。
Figure 2012252244
さらに好ましい酸発生剤(B1)は、式(B1−1)〜式(B1−20)で表される塩が挙げられ、より好ましくは、トリフェニルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤(B1−1)、(B1−2)、(B1−6)、(B1−11)、(B1−12)、(B1−13)及び(B1−14)が挙げられる。
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
Figure 2012252244
<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物(C)は、酸を捕捉するという特性を有する化合物、特に、既に説明した酸発生剤(B)から発生する酸を捕捉するという特性を有する化合物を意味する。
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、例えばアミン及び塩基性のアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンのいずれでもよい。脂肪族アミンとしては、1級アミン、2級アミン及び3級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)で表される化合物〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2012252244
[式(C1)中、
c1〜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 2012252244
[式(C1−1)中、
c2及びRc3は、前記と同義である。
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、同一でも異なっていてもよい。]
Figure 2012252244
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
c5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
c9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n43は0〜8の整数を表し、n43が2以上のとき、複数のRc9は、同一でも異なっていてもよい。]
アルカノイル基としては、アセチル基、2−メチルアセチル基、2,2−ジメチルアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、2,2−ジメチルプロピオニル基等が挙げられる。
Figure 2012252244
[式(C5)及び式(C6)中、
c10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
c14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14は同一でも異なっていてもよく、p3が2以上であるとき、複数のRc15は同一でも異なっていてもよい。
c1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012252244
[式(C7)及び式(C8)中、
c18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18は同一でも異なっていてもよく、r3が2以上であるとき、複数のRc19は同一でも異なっていてもよく、s3が2以上であるとき、複数のRc20は同一でも異なっていてもよい。
c2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられ、
これらの中でも、ジイソプロピルアニリンが好ましく、2,6−ジイソプロピルアニリン特に好ましい。
式(C2)で表される化合物としては、ピペラジンなどが挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリンなどが挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール、4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン、4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミン及びビピリジンなどが挙げられる。
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリンなどが挙げられる。
以上、塩基性化合物(C)を、その具体例を挙げて説明したが、これらの中でも塩基性化合物(C)としては、式(C1−1)で表されるものが好ましく、ジイソプロピルアニリンがさらに好ましく、2,6−ジイソプロピルアニリンが特に好ましい。
<溶剤(D)>
本発明のレジスト組成物に含有される溶剤(D)は、用いる樹脂の種類及びその量、酸発生剤(B)の種類及びその量などに応じ、さらに後述するレジストパターンの製造において、基板上に本レジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
溶剤(D)としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンなどのケトン類;γ−ブチロラクトンなどの環状エステル類を挙げることができる。溶剤(D)は、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<その他の成分>
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、樹脂(A1)、樹脂(A2)、酸発生剤(B)、溶剤(D)及び必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)以外の構成成分を含有していてもよい。この構成成分を「成分(F)」という。かかる成分(F)としては、本技術分野で広く用いられている添加剤であり、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤及び染料などである。
<レジスト組成物の調製>
本発明のレジスト組成物(以下、場合により「本レジスト組成物」という)は、樹脂(A1)、樹脂(A2)、酸発生剤(B)及び溶剤(D)を混合するか又は樹脂(A1)、樹脂(A2)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及び溶剤(D)を混合することにより調製することができる。必要に応じて成分(F)を混合することもある。
混合順序は任意であり、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、用いる樹脂(A1)などの種類や樹脂(A1)などの溶剤(D)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、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
溶剤(D)の含有割合は、上述のとおり、樹脂(A1)などの種類などに応じて適宜調節できるが、本レジスト組成物総質量に対して90質量%以上であることが好ましい。溶剤(D)の含有割合が90質量%であるレジスト組成物では、本レジスト組成物総質量に対する固形分の含有割合は10質量%に該当する。ここで、「固形分」とは、レジスト組成物から溶剤を取り除いたものをいう。固形分の含有割合は、液体クロマトグラフィー及びガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。
このような含有割合で溶剤(D)を含む本レジスト組成物は、例えば後述するレジストパターンの製造方法において、厚み30〜300nm程度の組成物層を形成可能な薄膜レジストとして適している。この観点からは、本レジスト組成物総質量に対する溶剤(D)の含有割合は、より好ましくは92質量%以上であり、さらに好ましくは94質量%以上である。溶剤(D)の含有割合の上限は例えば、99.9質量%以下であり、好ましくは99質量%以下である。
この溶剤(D)の含有割合は、本レジスト組成物を調製する際の溶剤(D)の使用量により制御可能であり、本レジスト組成物を調製した後には、レジスト組成物を、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に供して求めることもできる。
本レジスト組成物に対する樹脂(A1)と樹脂(A2)との合計含有割合は、本レジスト組成物の固形分の総質量に対する樹脂(A)の合計量から、好ましい範囲が選択される。例えば、固形分の総質量に対する樹脂の含有割合は、80質量%以上であることが好ましい。なお、該固形分に対する樹脂(A1)の含有割合は、80〜99質量%程度が好ましい。一方、該固形分に対する樹脂(A2)の含有割合は、0.1〜10質量%程度が好ましく、0.5〜8質量%程度がより好ましく、1〜5質量%程度がさらに好ましい。
酸発生剤(B)の含有質量は、本レジスト組成物に含有される樹脂[樹脂(A1)及び樹脂(A2)の合計]の総質量に対して、好ましい範囲が選択される。例えば、樹脂100質量部に対して、酸発生剤(B)が好ましくは1質量部以上であり、より好ましくは3質量部以上である。また、樹脂100質量部に対して、酸発生剤(B)が好ましくは40質量部以下であり、より好ましくは35質量部以下である。
本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を用いる場合、例えば、固形分の総質量に対する塩基性化合物(C)の含有割合は、0.01〜1質量%程度であることが好ましい。
これら樹脂(A1)、樹脂(A2)及び酸発生剤(B)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)の各々の好適な含有割合は、本レジスト組成物を調製する際の各々の使用量により制御可能である。本レジスト組成物を調製した後には、レジスト組成物を、例えばガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー等の公知の分析手段に供して求めることもできる。
成分(F)を本レジスト組成物に用いる場合には、成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を調節することもできる。
樹脂(A1)、樹脂(A2)、酸発生剤(B)及び溶剤(D)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後、孔径0.2μm程度のフィルターを用いてろ過などすることにより、本レジスト組成物を調製することができる。
<レジストパターンの製造方法>
続いて、本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法について説明する。
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)基板上に塗布された本レジスト組成物から溶剤を除去することにより、該基板上に組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(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。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
工程(1)における本レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーターなど、半導体の微細加工のレジスト材料塗布用として広く用いられている塗布装置によって行うことができる。このようにして基板上に本レジスト組成物からなる塗布膜が形成される。塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験などを行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本レジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成したりしてもよい。この反射防止膜の形成には、例えば、市販の有機反射防止膜用組成物を用いることができる。
工程(2)においては、塗布膜から溶剤(D)を除去する。このような溶剤除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段又は減圧装置を用いた減圧手段或いはこれらの手段を組み合わせて行われる。加熱手段や減圧手段の条件は、本レジスト組成物に含まれる溶剤(D)の種類などに応じて調整されるが、例えばホットプレートを用いる加熱手段(ホットプレート加熱)では、ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にしておけばよい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、塗布膜が形成された基板を封入した後、該減圧機の内部圧力を1〜1.0×10Pa程度にすればよい。このようにして、基板上に組成物層が形成される。
工程(3)は組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光することができる。この際には、微細加工を実施しようとする所望のパターンに応じたマスクを介して露光が行われる。露光機の露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2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。露光機は液浸露光機であってもよい。
上述のとおり、マスクを介して露光することにより、組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる酸発生剤(B)が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸との作用により、樹脂(A1)にある酸不安定基が脱保護反応を生じ、結果として露光部の組成物層にある樹脂(A1)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けていないため、樹脂(A1)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。このように、露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違する。
工程(4)においては、露光部で生じうる脱保護基反応及び/又はその進行を促進するために、加熱処理を行う。加熱処理は工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段などが採用される。なお、工程(4)におけるホットプレート加熱では、ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がさらに好ましい。
工程(5)は、加熱後の組成物層を現像する工程であり、好ましくは、加熱後の組成物層を現像装置により現像する。ここでいう現像とは、加熱後の組成物層をアルカリ水溶液と接触させることにより、露光部の組成物層を該アルカリ水溶液に溶解させ、未露光部の組成物層を基板上に残す。これにより、基板上にレジストパターンが製造される。
ここで用いられるアルカリ水溶液は、「アルカリ現像液」と称されて、本技術分野で用いられるものを用いることができる。アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液などが挙げられる。
得られたレジストパターンは、好ましくは超純水などでリンス処理を行い、さらに基板及びレジストパターン上に残存している水分を除去する。
以上のような工程(1)〜工程(5)を含むレジストパターン製造方法によれば、本レジスト組成物は、優れたラインエッジラフネス(LER)を有するレジストパターンを製造することができる。また、本レジスト組成物によれば、欠陥の発生数が極めて少ないレジストパターンを製造することも可能である。
<用途>
本レジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、EB用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物、さらに液浸露光用のレジスト組成物として好適である。
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中、含有量ないし使用量を表す「%」及び「部」は、特記しないかぎり質量基準である。樹脂[樹脂(A1)及び樹脂(A2)]の重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーにより求めた値である。
ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーの分析条件は下記のとおりである。
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3+guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASS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。
合成例1〔式(M−D)で表される化合物の合成〕
Figure 2012252244
式(I1−1)で表される化合物7.00部及びアセトニトリル35.00部を、反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌し、40℃に昇温した。得られた溶液に、式(I1−2)で表される化合物7.02部を添加し、70℃で1時間攪拌した。得られた反応液を冷却、ろ過し、ろ液を回収することにより、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5.06部を添加し、23℃で24時間攪拌した。反応混合物を濃縮し、得られた濃縮物をカラム分取(固定床:メルク製シリカゲル60−200メッシュ、展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=5/1)することにより、式(M−D)で表される化合物5.98部を得た。
MS(質量分析):274.1(分子イオンピーク)
合成例2:〔式(M−E)で表される化合物の合成〕
Figure 2012252244
式(I2−2)で表される化合物13.62部、テトラヒドロフラン100部及びトリエチルアミン12.14部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌し、0℃に冷却した。式(I2−1)で表される化合物11.50部を1時間かけて滴下し、さらに、23℃で1時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水100部及びクロロホルム250部を加え、23℃で30分間攪拌し、静置し、分液した。回収された有機層に、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液100部を加え、23℃で30分間攪拌し、静置、分液することにより有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水100部を加え、23℃で30分間攪拌し、静置、分液することにより有機層を水洗した。この水洗操作を5回繰り返した。水洗後の有機層を濃縮し、得られた濃縮物をカラム分取(固定床:メルク社製シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:酢酸エチル)することにより、式(M−E)で表される化合物2.98部を得た。
MS(質量分析):204.1(分子イオンピーク)
樹脂の合成
樹脂の合成に使用した化合物を下記に示す。
Figure 2012252244
以下、これらの化合物を、その符号に応じて、「モノマー(a1−1−2)」などという。
合成例3〔樹脂A1−1の合成〕
モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(M−D)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(M−D))が40:20:30:10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73℃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して溶解液を得、この溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量9.5×10の樹脂A1−1を収率85%で得た。この樹脂A1−1は、以下の構造単位を有するものである。
Figure 2012252244
合成例4〔樹脂A1−2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(M−E)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(M−E))が30:20:40:10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、0.8mol%及び2.4mol%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1.1×10の樹脂A1−2を収率66%で得た。この樹脂A1−2は、以下の構造単位を有するものである。
Figure 2012252244
合成例5 〔樹脂A2−1の合成〕
モノマーとして、モノマー(H)を用い、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、0.7mol%及び2.1mol%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1.8×10の樹脂A2−1を収率77%で得た。この樹脂A2−1は、以下の構造単位を有するものである。

Figure 2012252244
実施例及び比較例
<レジスト組成物の調製>
表2に示す成分を、以下に示す溶剤に混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。
Figure 2012252244
<樹脂>
上述した樹脂の合成例で得られた樹脂A1−1、樹脂A1−2及び樹脂A2−1
<酸発生剤>
B1:
Figure 2012252244
B2:トリフェニルスルホニウム パーフルオロブタンスルホネート
B3:4−メトキシ−3,5−ジメチルフェニルジメチルスルホニウム パーフルオロブタンスルホネート
<塩基性化合物:クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<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 268.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
2−ヘプタノン 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.0部
<レジスト組成物の液浸露光評価>
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、有機反射防止膜の上に、前記のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表2の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト組成物膜を形成したウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光]を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。
露光後、ホットプレート上にて、表2の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
各レジスト膜において、50nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量となる露光量を実効感度とした。
<ラインエッジラフネス評価(LER)>
リソグラフィプロセス後のレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、レジストパターンの側壁の凹凸の振れ幅を求めた。
<欠陥評価>
12インチのシリコン製ウェハ(基板)に、レジスト組成物を、乾燥後の膜厚が0.15μmとなるように塗布(スピンコート)した。塗布後、ダイレクトホットプレート上にて、表2のPB欄に示す温度で60秒間プリベーク(PB)し、ウェハ上に組成物層を形成した。
このようにして組成物層を形成したウェハに、現像機[ACT−12;東京エレクトロン(株)製]を用いて、60秒間、水リンスを行った。
その後、欠陥検査装置[KLA−2360;KLAテンコール製]を用いて、ウェハ上の欠陥数を測定した。
これらの結果を表3に示す。
Figure 2012252244
本レジスト組成物は、優れたラインエッジラフネス(LER)でレジストパターンを製造することができるものであった。一方、比較例1のレジスト組成物では、レジストパターン製造時のラインエッジラフネス(LER)が不良であった。また、本レジスト組成物を用いて得られるレジストパターンは欠陥の発生数も少ないものであった。
本発明のレジスト組成物は、半導体の微細加工に利用できる。

Claims (7)

  1. 以下の(A1)、(A2)、(B)及び(D)を含有するレジスト組成物。
    (A1)式(a)で表される構造単位を有する樹脂;
    Figure 2012252244
    [式(a)中、
    は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
    は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基、単結合又は式(a−1)で表される基を表す。
    Figure 2012252244
    (式(a−1)中、
    sは0又は1を表す。
    10及びA11は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
    12は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
    10及びX11は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。)
    は、式(b)で表されるスルホラン環基を表す。
    Figure 2012252244
    (式(b)中、
    nは0〜7の整数を表す。
    Rは、ヒドロキシ基、アルコキシ基又は炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、nが2以上の場合、複数のRは同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に各々結合する2つのRが結合して、前記炭素原子とともに環を形成してもよい。
    ---は、単結合又は二重結合を表す。
    *は、Rとの結合手である。)]
    (A2)式(a4−8)で表される構造単位を有する樹脂;
    Figure 2012252244
    [式(a4−8)中、
    a41は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
    a41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)で表される基を表す。
    Figure 2012252244
    (式(a−g1)中、
    sは0又は1を表す。
    a42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
    a43は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
    a41及びXa42は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
    ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は6以下である。)
    a42は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
    (B)酸発生剤;
    (D)溶剤
  2. 前記(A1)は、
    前記式(a)のRが、単結合、−CH−CO−O−*又は−CH−CH−O−CO−*(*は、Rとの結合手である。)の構造単位を有する樹脂である請求項1記載のレジスト組成物。
  3. 前記(A1)は、
    前記式(a)のRが、式(b−1)〜式(b−5)からなる群より選ばれるスルホラン環基の構造単位を有する樹脂である請求項1又は2記載のレジスト組成物。
    Figure 2012252244
    [式(b−1)〜式(b−5)中、*は、Rとの結合手を表す。]
  4. 前記(A1)が、酸不安定基を含む構造単位をさらに有する樹脂である請求項1〜3のいずれか記載のレジスト組成物。
  5. 前記酸不安定基を含む構造単位が、式(a1−1)又は式(a1−2)で表される構造単位を含む請求項4記載のレジスト組成物。
    Figure 2012252244
    [式(a1−1)及び式(a1−2)中、
    a1及びLa2は、それぞれ独立に、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。)を表われる基である。
    a4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
    a6及びRa7は、それぞれ独立に、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。
    n2は0〜3の整数を表す。]
  6. 前記(B)が、以下の式(B1)で表される塩からなる酸発生剤である請求項1〜5のいずれか記載のレジスト組成物。
    Figure 2012252244
    [式(B1)中、
    1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
    b1は、2価の炭素数1〜17の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
    Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
    +は、有機カチオンを表す。]
  7. (1)請求項1〜6のいずれか記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
    (2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
    (3)組成物層を露光する工程、
    (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。
JP2011125996A 2011-06-06 2011-06-06 レジスト組成物及びレジストパターン製造方法 Withdrawn JP2012252244A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011125996A JP2012252244A (ja) 2011-06-06 2011-06-06 レジスト組成物及びレジストパターン製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011125996A JP2012252244A (ja) 2011-06-06 2011-06-06 レジスト組成物及びレジストパターン製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012252244A true JP2012252244A (ja) 2012-12-20

Family

ID=47525097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011125996A Withdrawn JP2012252244A (ja) 2011-06-06 2011-06-06 レジスト組成物及びレジストパターン製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012252244A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021111912A1 (ja) * 2019-12-04 2021-06-10 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、重合体及び化合物
KR20210144702A (ko) * 2019-03-27 2021-11-30 미쯔비시 케미컬 주식회사 중합체, 레지스트 조성물, 패턴이 형성된 기판의 제조 방법, 그리고 (메트)아크릴산에스테르 및 그 제조 방법
JP2022156436A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 三菱ケミカル株式会社 3-(メタ)アクリロイルスルホランの製造方法
CN116768850A (zh) * 2023-06-28 2023-09-19 研一(杭州)新能源科技有限责任公司 3-羟基环丁砜衍生物及其合成方法和作为锂离子电池电解液添加剂的应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210144702A (ko) * 2019-03-27 2021-11-30 미쯔비시 케미컬 주식회사 중합체, 레지스트 조성물, 패턴이 형성된 기판의 제조 방법, 그리고 (메트)아크릴산에스테르 및 그 제조 방법
JP2024001025A (ja) * 2019-03-27 2024-01-09 三菱ケミカル株式会社 重合体、レジスト組成物、パターンが形成された基板の製造方法、並びに(メタ)アクリル酸エステル及びその製造方法
JP7663111B2 (ja) 2019-03-27 2025-04-16 三菱ケミカル株式会社 重合体、レジスト組成物、パターンが形成された基板の製造方法、並びに(メタ)アクリル酸エステル及びその製造方法
US12384863B2 (en) 2019-03-27 2025-08-12 Mitsubishi Chemical Corporation Polymer, resist composition, method for manufacturing substrate having pattern formed therein, and (meth)acrylic ester and production method therefor
KR102915541B1 (ko) * 2019-03-27 2026-01-20 미쯔비시 케미컬 주식회사 중합체, 레지스트 조성물, 패턴이 형성된 기판의 제조 방법, 그리고 (메트)아크릴산에스테르 및 그 제조 방법
WO2021111912A1 (ja) * 2019-12-04 2021-06-10 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、重合体及び化合物
JPWO2021111912A1 (ja) * 2019-12-04 2021-06-10
JP7552615B2 (ja) 2019-12-04 2024-09-18 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法、重合体及び化合物
JP2022156436A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 三菱ケミカル株式会社 3-(メタ)アクリロイルスルホランの製造方法
JP7718088B2 (ja) 2021-03-31 2025-08-05 三菱ケミカル株式会社 3-(メタ)アクリロイルスルホランの製造方法
CN116768850A (zh) * 2023-06-28 2023-09-19 研一(杭州)新能源科技有限责任公司 3-羟基环丁砜衍生物及其合成方法和作为锂离子电池电解液添加剂的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6195692B2 (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法並びに新規化合物及び樹脂
JP5824320B2 (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6039194B2 (ja) 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6222263B2 (ja) 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターン製造方法
JP6327066B2 (ja) 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2014085515A (ja) 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5903833B2 (ja) 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターン製造方法
JP2012123376A (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6369007B2 (ja) 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP7414407B2 (ja) カルボン酸塩、カルボン酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5824321B2 (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2012107204A (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5935295B2 (ja) 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターン製造方法
JP5972765B2 (ja) 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5935634B2 (ja) レジスト組成物
JP2012252124A (ja) レジスト組成物
JP2012252244A (ja) レジスト組成物及びレジストパターン製造方法
JP6163798B2 (ja) 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2011201867A (ja) 化合物、樹脂及びレジスト組成物
JP2012144707A (ja) 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2012167083A (ja) 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2013040319A (ja) 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6159833B2 (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2013041271A (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP2012168497A (ja) レジスト組成物及びレジストパターン製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140902