JP2013041257A - Resist composition and production method of resist pattern - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a resist composition and a method for producing a resist pattern.
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)などの短波長光を露光源とする光リソグラフィー技術が検討されている。このような光リソグラフィー技術に用いられるレジスト組成物は、通常、酸分解性基を有する樹脂と、酸発生剤と、溶剤とを含有する。また、近年、前記樹脂と同様の酸分解性基を有する酸発生剤、及び、該酸発生剤を含有するレジスト組成物も開発されている。 As a microfabrication technique for semiconductors, an optical lithography technique using short-wavelength light such as an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source has been studied. The resist composition used in such a photolithographic technique usually contains a resin having an acid-decomposable group, an acid generator, and a solvent. In recent years, an acid generator having an acid-decomposable group similar to that of the resin and a resist composition containing the acid generator have been developed.
かかるレジスト組成物として、例えば、特許文献1には、下記
で表される塩と、
メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル及びα−メタクリロイロキシ−γ−ブチロラクトンから製造される樹脂と、
2,6−ジイソプロピルアニリンとからなるレジスト組成物が記載されている。
As such a resist composition, for example, Patent Document 1 discloses the following:
A salt represented by
A resin produced from 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and α-methacryloyloxy-γ-butyrolactone;
A resist composition comprising 2,6-diisopropylaniline is described.
半導体微細加工の設計寸法がますます微細化していくことに従い、ラインエッジラフネス(LER)がより良好なレジストパターンの製造が求められている。このような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うえでは、特許文献1記載のレジスト組成物は、いまだ改善の余地があった。 As the design dimensions of semiconductor microfabrication become increasingly finer, it is required to produce a resist pattern with better line edge roughness (LER). In producing a resist pattern having such line edge roughness (LER), the resist composition described in Patent Document 1 still has room for improvement.
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕 酸分解性基を有する樹脂(A)と、
式(B4)
[式(B4)中、
A+は、酸分解性基及び窒素原子を有さない有機カチオンを表す。
Xa −は、酸分解性基を有し、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
で表される塩(B)と、
式(E1)
[式(E1)中、
ANは窒素原子を有する有機カチオンを表す。
X−は、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
で表される塩(E1)と
を含有するレジスト組成物。
〔2〕 前記式(B4)のA+が、酸分解性基及び窒素原子を有さない有機スルホニウムカチオンであり、前記式(E1)のAN +が、窒素原子を有する有機スルホニウムカチオンである〔1〕記載のレジスト組成物。
〔3〕 前記式(B4)のXa −が、式(b4−1)又は(b4−2)で表される有機スルホン酸アニオンである〔1〕又は〔2〕記載のレジスト組成物。
[式(b4−1)中、
Xb1は窒素原子を有さない酸分解性基を表す。
Q1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。
Lb1は、窒素原子を有さない2価の連結基を表す。]
[式(b4−2)中、
Xbは、窒素原子を有さない酸分解性基を表す。
m4は1又は2の整数を表し、m4が2であるとき、2つ存在するXbは同一又は相異なる。]
〔4〕 式(b4−1)で表される有機スルホン酸アニオンが、式(b4−1−A)で表される有機スルホン酸アニオンである〔3〕記載のレジスト組成物。
[式(b4−1−A)中、
Q1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。
Lb1''及びLb1'は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1〜17の2価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。
Yb1は、炭素数1〜5のアルキル基を有していてもよいフェニレン基又は単結合を表す。
Xbは、窒素原子を有さない酸分解性基を表す。]
〔5〕 前記式(E1)のAN +が、式(e1−1)、式(e1−2)及び式(e1−3)のいずれかで表される有機カチオンである〔1〕〜〔4〕のいずれか記載のレジスト組成物。
[式(e1−1)中、
Re1及びRe2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基又は炭素数2〜5のアシル基を表す。
式(e1−2)中、
Re3は、ヒドロキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキ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。
Re4及びRe6は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
m7は、0〜3の整数を表す。m8及びm9はそれぞれ独立に、1又は2を表す。
m7が2又は3であるとき、複数存在するRe3は同一又は相異なる。
m8が2であるとき、2つ存在するRe4は同一又は相異なる。
m9が2であるとき、2つ存在するRe6は同一又は相異なる。
Re5は、水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキ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。
m10は、0又は1を表す。]
式(e1−3)中、
Re7、Re8及びRe9(Re7〜Re9)はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は式(e1−4)
(式(e1−4)中、
Re10及びRe11はそれぞれ独立に、炭素数1〜20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。Re10及びRe11が互いに結合し、これらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。
該アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。
Le1は、炭素数1〜5の2価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もよい。)
で表される基であり、Re7〜Re9のうち少なくとも1つは式(e1−4)で表される基である。該アルキル基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。]
〔6〕 前記塩(B4)の含有質量が、前記塩(E1)の含有質量よりも多い〔1〕〜〔5〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔7〕 前記樹脂(A)が、
式(a1−1)で表される構造単位、又は式(a1−2)で表される構造単位を有する樹脂である〔1〕〜〔6〕のいずれか記載のレジスト組成物。
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、互いに独立に、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、互いに独立に、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。]
〔8〕(1)〔1〕〜〔7〕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。
The present invention includes the following inventions.
[1] a resin (A) having an acid-decomposable group;
Formula (B4)
[In the formula (B4),
A + represents an acid-decomposable group and an organic cation having no nitrogen atom.
X a - has an acid-decomposable group, it represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
A salt (B) represented by:
Formula (E1)
[In the formula (E1),
A N represents an organic cation having a nitrogen atom.
X - represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
The resist composition containing the salt (E1) represented by these.
[2] A + in the formula (B4) is an organic sulfonium cation having no acid-decomposable group and a nitrogen atom, and A N + in the formula (E1) is an organic sulfonium cation having a nitrogen atom. [1] The resist composition according to [1].
[3] The resist composition according to [1] or [2], wherein X a − in the formula (B4) is an organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1) or (b4-2).
[In the formula (b4-1),
Xb1 represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom.
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent linking group having no nitrogen atom. ]
[In the formula (b4-2)
Xb represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom.
m4 represents an integer of 1 or 2, and when m4 is 2, two existing Xb are the same or different. ]
[4] The resist composition according to [3], wherein the organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1) is an organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1-A).
[In the formula (b4-1-A),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 ″ and L b1 ′ each independently represent a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group is , Oxygen atom or carbonyl group may be substituted.
Y b1 represents a phenylene group or a single bond that may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Xb represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom. ]
[5] A N + in the formula (E1) is an organic cation represented by any one of the formula (e1-1), the formula (e1-2), and the formula (e1-3) [1] to [ 4]. The resist composition according to any one of 4).
[In the formula (e1-1),
R e1 and R e2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. .
In formula (e1-2),
R e3 represents a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
R e4 and R e6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
m7 represents an integer of 0 to 3. m8 and m9 each independently represent 1 or 2.
When m7 is 2 or 3, a plurality of R e3 are the same or different.
When m8 is 2, two R e4 are the same or different.
When m9 is 2, two R e6 are the same or different.
R e5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
m10 represents 0 or 1. ]
In formula (e1-3),
R e7 , R e8 and R e9 (R e7 to R e9 ) are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms. Hydrocarbon group or formula (e1-4)
(In the formula (e1-4),
R e10 and R e11 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. R e10 and R e11 may be bonded to each other and form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded.
The hydrogen atom contained in the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a hydrocarbon group.
L e1 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. )
And at least one of R e7 to R e9 is a group represented by the formula (e1-4). The hydrogen atom contained in the alkyl group, the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aliphatic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a cyclic hydrocarbon group. ]
[6] The resist composition according to any one of [1] to [5], wherein the content mass of the salt (B4) is larger than the content mass of the salt (E1).
[7] The resin (A) is
The resist composition according to any one of [1] to [6], which is a resin having a structural unit represented by formula (a1-1) or a structural unit represented by formula (a1-2).
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group. Represent.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 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. ]
[8] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [1] to [7] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer;
(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:
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できる。 According to the resist composition of the present invention, a resist pattern having excellent line edge roughness (LER) can be produced.
本発明のレジスト組成物は、酸分解性基を有する樹脂(A)[以下、場合により「樹脂(A)」という。]と、式(B4)で示される塩(B4)[以下、場合により「塩(B4)」という。]と、式(E1)で示される塩(E1)[以下、場合により、「塩(E1)」という。]とを含有する。 The resist composition of the present invention is a resin (A) having an acid-decomposable group [hereinafter referred to as “resin (A)” in some cases. ] And a salt (B4) represented by the formula (B4) [hereinafter referred to as “salt (B4)” in some cases. And a salt (E1) represented by the formula (E1) [hereinafter referred to as “salt (E1)” in some cases. And containing.
本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。 In the present specification, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having a "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " structure of To do. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.
本明細書において、炭化水素基とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。
脂肪族炭化水素基は、鎖式及び環式の双方を含み、特に定義しない限り、鎖式及び脂環式の脂肪族炭化水素基が組み合わ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。
In the present specification, the hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group includes both a chain type and a cyclic type, and includes a combination of a chain type and an alicyclic aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined. Further, these aliphatic hydrocarbon groups may contain a carbon-carbon double bond in a part thereof, but a saturated group (aliphatic saturated hydrocarbon group) is preferable.
<塩(B4)>
塩(B4)は、下記式(B4)で表される。
[式(B4)中、
A+は、酸分解性基及び窒素原子を有さない有機カチオンを表す。
Xa −は、酸分解性基を有し、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
<Salt (B4)>
The salt (B4) is represented by the following formula (B4).
[In the formula (B4),
A + represents an acid-decomposable group and an organic cation having no nitrogen atom.
X a - has an acid-decomposable group, it represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
有機スルホン酸アニオン(Xa −)が有する酸分解性基とは、酸の作用により分解することが可能な基を意味し、好ましくは、酸の作用により分解し、親水性基を形成する基であり、当該親水性基は例えば、ヒドロキシ基及びカルボキシ基などが挙げられる。このように酸の作用により分解し、親水性基を形成し得る酸分解性基としては、化学増幅型レジスト組成物に含有される酸分解性基を有する樹脂の酸分解性基として、当業者に周知の酸分解性基が挙げられる。 The acid-decomposable group possessed by the organic sulfonate anion (X a − ) means a group that can be decomposed by the action of an acid, and preferably a group that decomposes by the action of an acid to form a hydrophilic group. Examples of the hydrophilic group include a hydroxy group and a carboxy group. As described above, the acid-decomposable group capable of decomposing by the action of an acid to form a hydrophilic group is an acid-decomposable group of a resin having an acid-decomposable group contained in a chemically amplified resist composition. Well known acid-decomposable groups.
より好ましい酸分解性基としては、式(1)で表される基(以下、場合により「酸分解性基(1)」という。)、及び式(2)で表される基(以下、場合により「酸分解性基(2)」という。)などが挙げられる。
[式(1)中、
Ra1、Ra2及びRa3(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の脂肪族炭化水素基を形成する。*は結合手を表す。]
[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する。該炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わってもよい。*は結合手を表す。]
More preferable acid-decomposable groups include a group represented by the formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “acid-decomposable group (1)”) and a group represented by the formula (2) (hereinafter, cases). For example, "acid-decomposable group (2)").
[In Formula (1),
R a1 , R a2 and R a3 (R a1 to R a3 ) each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R a1 and R a a2 combine with each other to form an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
[In Formula (2),
R a1 ′ and R a2 ′ each independently represents 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, or R a2 ′ and R a3 ′ is bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. The methylene group constituting the hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom. * Represents a bond. ]
Ra1〜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い。単環式の脂環式炭化水素基としては、以下の式(KA−1)〜(KA−7)で表されるシクロアルカンから水素原子を1個取り去ることにより形成される基が挙げられる。
多環式の脂環式炭化水素基としては、以下の式(KA-8)〜(KA-19)で表される脂環式炭化水素から水素原子を1個取り去ることにより形成される基が挙げられる。
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 groups formed by removing one hydrogen atom from a cycloalkane represented by the following formulas (KA-1) to (KA-7).
Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include groups formed by removing one hydrogen atom from an alicyclic hydrocarbon represented by the following formulas (KA-8) to (KA-19). Can be mentioned.
具体的な単環式の脂環式炭化水素基としては、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、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。具体的な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(式中、*は結合手を表す。)等が挙げられる。式(1)では、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜16である。
Specific examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Specific 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, * represents a bond). Can be mentioned. In the formula (1), the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 16 carbon atoms.
Ra1及びRa2が互いに結合して脂肪族炭化水素基を形成する場合とは、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)基で表される基が、下記のいずれかで表される場合であり、Ra1及びRa2が互いに結合して形成する2価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。
When R a1 and R a2 are bonded to each other to form an aliphatic hydrocarbon group, the group represented by the —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) group is represented by any of the following: And the carbon number of the divalent hydrocarbon group formed by R a1 and R a2 being bonded to each other is preferably in the range of 3-12.
酸分解性基(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がアルキル基である基、好ましくは、Ra1〜Ra3のうちの少なくとも1つがtert−ブチル基の基である。)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が結合し、それらが結合する炭素原子とともに、アダマンタン環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。 Examples of the acid-decomposable group (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), groups in which R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably R a1 to R a3 At least one is a tert-butyl group.), 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in formula (1), R a1 and R a2 are bonded together with the carbon atom to which they are bonded, and adamantane A group in which R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantan-1-yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, group in which a3 is an adamantyl group).
Ra1’〜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、アルキル基と脂環式炭化水素基とを組み合わせることにより形成される基、アルキル基と芳香族炭化水素基とを組み合わせることにより形成される基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記Ra1〜Ra3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。
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組み合わせることにより形成される基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基及び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−イル基等が挙げられる。
アルキル基と芳香族炭化水素基とを組み合わせることにより形成される基としては、例えばアラルキル基であり、具体的には、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
Ra2'及びRa3'が互いに結合して形成する2価の炭化水素基としては、上記炭化水素基から1つの水素原子を除去した基が挙げられる。
該炭化水素基がアルキル基又は脂環式炭化水素基である場合、当該基を構成するメチレン基の1つ又は2つが、酸素原子又は硫黄原子に置き換わっていてもよい。
Ra1’及びRa2’のうち少なくとも1つは、水素原子であることが好ましい。
Examples of the hydrocarbon group for R a1 ′ to R a3 ′ include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group formed by combining an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group. And a group formed by combining an alkyl group and an aromatic hydrocarbon group.
Examples of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are the same as those described above for R a1 to R a3 .
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 group formed by combining an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a methylnorbornyl group, an isobornyl group, and a 2-alkyladamantan-2-yl group. Group, 1- (adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and the like.
The group formed by combining an alkyl group and an aromatic hydrocarbon group is, for example, an aralkyl group, and specifically includes a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a trityl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group. Groups and the like.
Examples of the divalent hydrocarbon group formed by combining R a2 ′ and R a3 ′ include a group obtained by removing one hydrogen atom from the hydrocarbon group.
When the hydrocarbon group is an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, one or two methylene groups constituting the group may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom.
At least one of R a1 ′ and R a2 ′ is preferably a hydrogen atom.
酸分解性基(2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。
Specific examples of the acid-decomposable group (2) include the following groups.
有機スルホン酸アニオン(Xa −)の好適例としては、式(b4−1)又は式(b4−2)ので表されるアニオンが挙げられる。
[式(b4−1)中、
Xb1は窒素原子を有さない酸分解性基、好ましくは酸分解性基(1)又は酸分解性基(2)を表す。
Q1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。
Lb1は、窒素原子を有さない2価の連結基を表す。]
Preferable examples of the organic sulfonate anion (X a − ) include anions represented by the formula (b4-1) or the formula (b4-2).
[In the formula (b4-1),
X b1 represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom, preferably an acid-decomposable group (1) or an acid-decomposable group (2).
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent linking group having no nitrogen atom. ]
式(b4−2)中、
Xbは、前記式(b4−1)と同様に、窒素原子を有さない酸分解性基、好ましくは、酸分解性基(1)又は酸分解性基(2)を表す。
m4は1又は2の整数を表す。m4が2である場合、2つのXbは互いに同一又は相異なる。
In formula (b4-2),
X b represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom, preferably an acid-decomposable group (1) or an acid-decomposable group (2), as in the formula (b4-1).
m4 represents an integer of 1 or 2. When m4 is 2, two Xb are the same or different from each other.
式(b4−1)で表される有機スルホン酸アニオンとしては、式(b4−1−A)で表される有機スルホン酸アニオンが挙げられる。
[式(b4−1−A)中、
Q1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。
Lb1''及びLb1'は、単結合又は炭素数1〜17の2価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。
Yb1は、炭素数1〜5のアルキル基を有していてもよいフェニレン基又は単結合を表す。
Xbは、窒素原子を有さない酸分解性基を表す。]
Examples of the organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1) include an organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1-A).
[In the formula (b4-1-A),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 ″ and L b1 ′ represent a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group is an oxygen atom or a carbonyl group. It may be replaced with a group.
Y b1 represents a phenylene group or a single bond that may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Xb represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom. ]
Q1及びQ2の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、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基が挙げられる。
R2及びR3は、好ましくは、互いに独立に、ペルフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはともにフッ素原子である。
Lb1の窒素原子を有さない2価の連結基は、好ましくは、炭素数1〜24の2価の炭化水素基であり、該炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
このような2価の連結基としては、例えば、*−CO−Lb2−、*−CO−O−Lb2−、*−CO−O−Lb2−O−、*−CO−O−Lb2−CO−、*−CO−O−Lb2−O−CO−、*−CO−O−Lb2−CO−O−、*−CO−O−Lb2−O−Lb3−、*−CO−O−Lb2−CO−O−Lb3−、*−CO−O−Lb2−O−CO−Lb3−、*−Lb2−O−Lb3−、*−Lb2−CO−O−Lb3−、*−Lb2−O−CO−Lb3−、*−CO−O−Lb2−O−Lb3−O−Lb4−及び*−CO−O−Lb2−O−Lb3−CO−Lb4−等が挙げられ、好ましくは、*−CO−O−Lb2−、*−CO−O−Lb2−O−、*−CO−O−Lb2−CO−、*−CO−O−Lb2−O−CO−、*−CO−O−Lb2−CO−O−、*−CO−O−Lb2−O−Lb3−、*−CO−O−Lb2−CO−O−Lb3−、*−CO−O−Lb2−O−CO−Lb3−であり、より好ましくは、*−CO−O−Lb2−、*−CO−O−Lb2−CO−、*−CO−O−Lb2−O−Lb3−、*−CO−O−Lb2−CO−O−Lb3−である。
*はC(Q1)(Q2)との結合手を表す。
Lb2、Lb3及びLb4は、互いに独立に、炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
Lb2、Lb3及びLb4の炭化水素基としては、アルカンジイル基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、これらを組み合わせた2価の基が挙げられる。該2価の脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置き換わってもよい。
ただし、上記2価の連結基の合計炭素数はそれぞれ24以下である。この炭素数は、メチレン基が酸素原子又はカルボニル基で置き換わる前の炭素数を表す。
Examples of the perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2 include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. Groups.
R 2 and R 3 are preferably each independently a perfluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
The divalent linking group having no nitrogen atom of L b1 is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the methylene group contained in the hydrocarbon group is an oxygen atom or a carbonyl group. It may be replaced with.
Examples of such a divalent linking group include * -CO-L b2- , * -CO-OL- b2- , * -CO-OL- b2 -O-, * -CO- OL. b2 -CO -, * - CO- O-L b2 -O-CO -, * - CO-O-L b2 -CO-O -, * - CO-O-L b2 -O-L b3 -, * - CO—O—L b2 —CO—O—L b3 —, * —CO—O—L b2 —O—CO—L b3 —, * —L b2 —O—L b3 —, * —L b2 —CO—. O-L b3 -, * - L b2 -O-CO-L b3 -, * - CO-O-L b2 -O-L b3 -O-L b4 - and * -CO-O-L b2 -O- L b3 —CO—L b4 — and the like, preferably, * —CO—O—L b2 —, * —CO—O—L b2 —O—, * —CO—O—L b2 —CO—, *- O-O-L b2 -O- CO -, * - CO-O-L b2 -CO-O -, * - CO-O-L b2 -O-L b3 -, * - CO-O-L b2 - CO—O—L b3 —, * —CO—O—L b2 —O—CO—L b3 —, more preferably * —CO—O—L b2 —, * —CO—O—L b2 —. CO -, * - CO-O -L b2 -O-L b3 -, * - CO-O-L b2 -CO-O-L b3 - a.
* Represents a bond with C (Q 1 ) (Q 2 ).
L b2 , L b3 and L b4 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group of L b2 , L b3 and L b4 include an alkanediyl group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, and a divalent group obtained by combining these. The methylene group contained in the divalent alicyclic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
However, the total carbon number of the divalent linking group is 24 or less. This carbon number represents the carbon number before the methylene group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
2価の炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、単環式又は多環式の2価の脂環式炭化水素基及び2価の芳香族炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
該直鎖状アルキレンに、アルキル基(好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基)の側鎖を有したもの、例えば、1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、1,3−シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式炭化水素基;
ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、1,5−アダマンタン−1,5−ジイル基、アダマンタン−2,6−ジイル基等の多環式の2価の脂環式炭化水素基;
フェニル基、ナフチル基、アントニル基、ビフェニル基、フェナントリル基及びフルオレニル基などのアリール基からさらに水素原子を1個取り去ったアリーレン基である2価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear alkanediyl group, a branched alkanediyl group, a monocyclic or polycyclic divalent alicyclic hydrocarbon group, and a divalent aromatic hydrocarbon group. Or a combination of two or more of these groups.
Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1 , 6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group , Dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1, Linear alkanediyl groups such as 17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-2,2-diyl group;
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group) on the linear alkylene side Having a chain, for example, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl A branched alkanediyl group such as a 2-methylbutane-1,4-diyl group;
A simple cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, 1,3-cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group, etc. A cyclic divalent alicyclic hydrocarbon group;
Polycyclic divalent alicyclic rings such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, 1,5-adamantane-1,5-diyl group, adamantane-2,6-diyl group A hydrocarbon group of formula;
Examples thereof include a divalent aromatic hydrocarbon group which is an arylene group obtained by removing one hydrogen atom from an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, an antonyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group and a fluorenyl group.
式(b4−1−A)におけるLb1''及びLb1'で示される炭素数1〜17の2価の脂肪族炭化水素基としては、前記の炭素数1〜17のアルカンジイル基、単環式又は多環式の炭素数3〜17の2価の脂環式炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。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。
Yb1で示される炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基等が挙げられる。
Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms represented by L b1 ″ and L b1 ′ in formula (b4-1-A) include the aforementioned alkanediyl group having 1 to 17 carbon atoms, A cyclic or polycyclic C3-C17 bivalent alicyclic hydrocarbon group is mentioned, You may combine 2 or more types among these groups. The methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by Y b1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a pentyl group.
有機スルホン酸アニオン(Xa −)の具体例を以下に示す。
なお、ここに示す有機スルホン酸アニオン(Xa −)の具体例において、式中、Q1、Q2、Ra1、Ra2、Ra3、Ra1’、Ra2’、Ra3’、Lb2及びLb3は前記と同義である。
Specific examples of the organic sulfonate anion (X a − ) are shown below.
In the specific examples of the organic sulfonate anion (X a − ) shown here, Q 1 , Q 2 , R a1 , R a2 , R a3 , R a1 ′ , R a2 ′ , R a3 ′ , L b2 and L b3 are as defined above.
式(B4)において、有機カチオン(A+)は、上述の酸分解性基及び窒素原子をともに有さない。該有機カチオン(A+)は、有機オニウムカチオンであると好ましい。該有機オニウムカチ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、ベンゾチアゾリウムカチオン及び有機ホスホニウムカチオンなどが挙げられ、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、有機スルホニウムカチオンがさらに好ましい。該有機スルホニウムカチオンの中でも、カチオン中心である硫黄原子に少なくとも1つのアリール基が結合したアリールスルホニウムカチオンが特に好ましい。 In the formula (B4), the organic cation (A + ) does not have both the acid-decomposable group and the nitrogen atom. The organic cation (A + ) is preferably an organic onium cation. Examples of the organic onium cation include an organic sulfonium cation, an organic iodonium cation, a benzothiazolium cation, and an organic phosphonium cation. Among them, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and an organic sulfonium cation is more preferable. Among the organic sulfonium cations, an arylsulfonium cation in which at least one aryl group is bonded to a sulfur atom which is a cation center is particularly preferable.
好ましいA+としては、式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される有機カチオンが挙げられる。
Preferable A + includes an organic cation represented by any one of formulas (b2-1) to (b2-4).
式(b2−1)〜式(b2−4)において、
Rb4、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。Rb4とRb5と互いにが結合し、これらが結合している炭素原子とともに環を形成してもよい。前記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のアルコキシ基で置換されていてもよい。
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. R b4 and R b5 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are bonded. 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. The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, or a carbon number It may be substituted with an -18 alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
Rb7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以上の整数である場合、複数のRb7は互いに同一又は相異なり、n2が2以上の整数である場合、複数のRb8は互いに同一又は相異なる。
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 an integer of 2 or more, the plurality of R b7 are the same or different from each other, and when n2 is an integer of 2 or more, the plurality of R b8 are the same or different from each other.
Rb9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。
Rb11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。
Rb9〜Rb11のアルキル基は、炭素数1〜12の範囲であると好ましく、脂環式炭化水素基は、炭素数3〜18の範囲であると好ましく、炭素数4〜12の範囲であるとさらに好ましい。
Rb12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す。前記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で置換されていてもよい。
Rb9とRb10と、及びRb11とRb12とは、それぞれ独立に、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは、3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの環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。
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.
The alkyl group of R b9 to R b11 is preferably in the range of 1 to 12 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group is preferably in the range of 3 to 18 carbon atoms, and in the range of 4 to 12 carbon atoms. More preferably.
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. The aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkylcarbonyloxy group having 1 to 12 carbon atoms. May be substituted.
R b9 and R b10 , and R b11 and R b12 may be independently bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). The methylene group constituting these rings may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
Rb13〜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。
Lb11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以上の整数である場合、複数のRb13は互いに同一又は相異なり、p2が2以上の整数である場合、複数のRb14は互いに同一又は相異なり、s2が2以上の整数である場合、複数のRb17は互いに同一又は相異なり、u2が2以上の整数である場合、複数のRb18は互いに同一又は相異なり、q2が2以上の整数である場合、複数のRb15は互いに同一又は相異なり、r2が2以上の整数である場合、複数のRb16は互いに同一又は相異なる。
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 an integer of 2 or more, the plurality of R b13 are the same or different from each other. When p2 is an integer of 2 or more, the plurality of R b14 are the same or different from each other, and s2 is an integer of 2 or more. The plurality of R b17 are the same or different from each other, and when u2 is an integer of 2 or more, the plurality of R b18 are the same or different from each other, and when q2 is an integer of 2 or more, the plurality of R b15 are When r2 is the same or different and r2 is an integer of 2 or more, the plurality of R b16 are the same or different from each other.
炭素数1〜30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基が挙げられる。炭素数3〜18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。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、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、結合手を表す。好ましくは、シクロペンチル基及びシクロへキシル基である。
炭素数6〜18の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。
炭素数1〜12の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。
炭素数2〜4のアシル基としては、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。
炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基としては、炭素数1〜12のアルキル基とカルボニルオキシ基とが結合したものが挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2 -An ethylhexyl group is mentioned. The alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms 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 alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups. * Represents a bond. Preferably, they are a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, and cumenyl. Groups, mesityl groups, biphenyl groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and 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 having 2 to 4 carbon atoms include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Examples of the alkylcarbonyloxy group having 1 to 12 carbon atoms include those in which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and a carbonyloxy group are bonded.
Rb9〜Rb12のアルキル基の好適例は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基などである。
Rb9〜Rb11の脂環式炭化水素基の好適例は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基及びイソボルニル基などである。
Rb12の芳香族炭化水素基の好適例は、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である。
Rb12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。
Rb9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。
Rb11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。
Preferred examples of the alkyl group represented by R b9 to R b12 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. And 2-ethylhexyl group.
Preferred examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by R b9 to R b11 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclodecyl group, 2-alkyl-2-adamantyl group, 1- (1 -Adamantyl) -1-alkyl group and isobornyl group.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group for R b12 include phenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, And biphenylyl and naphthyl groups.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b9 and R b10 include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Etc.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
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)の具体例は、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。 Specific examples of the cation (b2-1), cation (b2-2), cation (b2-3), and cation (b2-4) include those described in JP 2010-204646 A.
例示した有機カチオンの中でも、式(b2−1)で表されるものが好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機カチオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という。〕がより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0である。)がさらに好ましい。
式(b2−1−1)中、
Rb19、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のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
このアルキル基の炭素数は1〜12の範囲であると好ましく、脂環式炭化水素基の炭素数は4〜18の範囲であると好ましい。
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で置換されていてもよい。
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で置換されていてもよい。
v2、w2及びx2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19は互いに同一又は相異なり、w2が2以上のとき、複数のRb20は互いに同一又は相異なり、x2が2以上のとき、複数のRb21は互いに同一又は相異なる。
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。
Among the exemplified organic cations, those represented by the formula (b2-1) are preferable, and organic cations represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)” That's it. ] Is more preferable, and a triphenylsulfonium cation (in the formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0) is further preferable.
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 or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 18 carbon atoms.
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.
The alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or a glycidyloxy group.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, the plurality of R b19 are the same or different from each other. When w2 is 2 or more, the plurality of R b20 are the same or different from each other. When x2 is 2 or more, the plurality of R b21 are the same. Or different.
Among them, R b19 , R b20 and R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is a group.
<塩(B4)の具体例>
塩(B4)は、上述のアニオン(Xa −)と、上述の有機カチオン(A+)との任意の組み合わせである。好ましい組み合わせとしては、下記式で表される酸発生剤、特開2011-46694、特開2011-126896及び特開2005−97254記載の酸発生剤が挙げられる。なお、このような塩(B4)は、本明細書に例示した特許文献記載の製造方法などに準じれば、当業者は容易に得ることができる。
<Specific example of salt (B4)>
The salt (B4) is an arbitrary combination of the above-described anion (X a − ) and the above-described organic cation (A + ). Preferable combinations include acid generators represented by the following formula, and acid generators described in JP2011-46694A, JP2011-126896A, and JP2005-97254A. Such a salt (B4) can be easily obtained by those skilled in the art according to the production method described in the patent document exemplified in the present specification.
<塩(E1)>
塩(E1)は、下記式(E1)表される。
[式(E1)中、
ANは窒素原子を有する有機カチオンを表す。
X−は、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
<Salt (E1)>
The salt (E1) is represented by the following formula (E1).
[In the formula (E1),
A N represents an organic cation having a nitrogen atom.
X - represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
式(E1)において、AN +は、窒素原子を有する有機カチオンである。AN +は、酸分解性基を有してもよいし、有さなくてもよい。該有機カチオン(AN +)は、窒素原子を有する有機オニウムカチオンであると好ましい。有機オニウムカチオンとしては、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などが挙げられる。有機カチオン(AN +)が有する窒素原子は、4級窒素原子以外の塩基性窒素原子が好ましい。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、有機スルホニウムカチオンであるとさらに好ましい。該有機スルホニウムカチオンの中でも、カチオン中心である硫黄原子に少なくとも1つのアリール基が結合したアリールスルホニウムカチオンが特に好ましい。 In the formula (E1), A N + is an organic cation having a nitrogen atom. A N + may or may not have an acid-decomposable group. The organic cation (A N + ) is preferably an organic onium cation having a nitrogen atom. Examples of organic onium cations include organic sulfonium cations, organic iodonium cations, organic ammonium cations, benzothiazolium cations, and organic phosphonium cations. The nitrogen atom of the organic cation (A N + ) is preferably a basic nitrogen atom other than the quaternary nitrogen atom. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and an organic sulfonium cation is more preferable. Among the organic sulfonium cations, an arylsulfonium cation in which at least one aryl group is bonded to a sulfur atom which is a cation center is particularly preferable.
塩(E1)を構成する有機カチオン(AN +)の好ましい例としては、式(e1−1)、式(e1−2)及び(e1−3)[式(e1−1)〜式(e1−3)]のいずれかで表されるものが挙げられる。
[式(e1−1)中、
Re1及びRe2、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基又は炭素数2〜5のアシル基を表す。
式(e1−2)中、
Re3は、水酸基又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキル基を構成する−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Re4及びRe6は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
m7は、0〜3の整数を表す。m8及びm9は、それぞれ独立に、1又は2を表す。
m7が2又は3であるとき、複数存在するRe3は同一であるか、相異なる。
m8が2であるとき、2つ存在するRe4は同一であるか、相異なる。
m9が2であるとき、2つ存在するRe6は同一であるか、相異なる。
Re5は、水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキ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。
m10は、0又は1を表す。
式(e1−3)中、
Re7、Re8及びRe9(Re7〜Re9)はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は式(e1−4)
(式(e1−4)中、
Re10及びRe11はそれぞれ独立に、炭素数1〜20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。Re10及びRe11が互いに結合し、これらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。
該アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。
Le1は、炭素数1〜5の2価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もよい。)
で表される基であり、Re7〜Re9のうち少なくとも1つは式(e1−4)で表される基である。該アルキル基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。]
Preferable examples of the organic cation (A N + ) constituting the salt (E1) include formulas (e1-1), (e1-2) and (e1-3) [formula (e1-1) to formula (e1). -3)].
[In the formula (e1-1),
R e1 and R e2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms.
In formula (e1-2),
R e3 represents a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and —CH 2 — constituting the alkyl group may be replaced by —O— or —CO—.
R e4 and R e6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
m7 represents an integer of 0 to 3. m8 and m9 each independently represent 1 or 2.
When m7 is 2 or 3, a plurality of R e3 are the same or different.
When m8 is 2, two R e4 s are the same or different.
When m9 is 2, two R e6 are the same or different.
R e5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
m10 represents 0 or 1.
In formula (e1-3),
R e7 , R e8 and R e9 (R e7 to R e9 ) are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms. Hydrocarbon group or formula (e1-4)
(In the formula (e1-4),
R e10 and R e11 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. R e10 and R e11 may be bonded to each other and form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded.
The hydrogen atom contained in the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a hydrocarbon group.
L e1 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. )
And at least one of R e7 to R e9 is a group represented by the formula (e1-4). The hydrogen atom contained in the alkyl group, the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aliphatic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a cyclic hydrocarbon group. ]
式(e1−1)〜式(e1−3)において、アルキル基、アルコキシ基及びアシル基としては、それぞれ前記したものと同様のものが挙げられる。 In formula (e1-1) to formula (e1-3), examples of the alkyl group, alkoxy group, and acyl group are the same as those described above.
式(e1−1)で表される有機カチオンにおいて、Re1及びRe2はともに水素原子であると好ましい。Re1及びRe2が水素原子である式(e1−1)で表される有機カチオン(AN +)から構成された塩(E1)は容易に製造できるという利点がある。 In the organic cation represented by the formula (e1-1), both R e1 and R e2 are preferably hydrogen atoms. There is an advantage that the salt (E1) composed of the organic cation (A N + ) represented by the formula (e1-1) in which R e1 and R e2 are hydrogen atoms can be easily produced.
式(e1−2)で表される有機カチオンにおいて、Re3はヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。また、m7は0又は1が好ましい。
また、m8及びm9は2であることが好ましく、Re4及びRe6は水素原子であると好ましい。すなわち、式(e1−2)における
で表される部分構造は、
であることが好ましい。
In the organic cation represented by the formula (e1-2), R e3 is preferably a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. M7 is preferably 0 or 1.
M8 and m9 are preferably 2, and R e4 and R e6 are preferably hydrogen atoms. That is, in the formula (e1-2)
The partial structure represented by
It is preferable that
式(e1−2)で表される有機カチオンの好適例は以下のとおりである。
Preferable examples of the organic cation represented by the formula (e1-2) are as follows.
式(E1)中、X−で表される有機スルホン酸アニオン(X−)は、スルホネート基(*−SO3 −、*は、結合手である。)を有し、窒素原子を有さないことを特徴とするアニオンである。 Wherein (E1), X - organic sulfonic acid anion represented by (X -) is a sulfonate group (* -SO 3 -., * Is a bond) has, no nitrogen atom It is an anion characterized by this.
有機スルホン酸アニオン(X−)としては、式(x1)及び(x2)で表されるアニオンが挙げられる。
[式(x1)中、
Q3及びQ4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。
Le2は、炭素数1〜17の2価の脂肪族炭化水素基又は単結合を表し、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炭素数1〜18のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、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。]
Examples of the organic sulfonate anion (X − ) include anions represented by the formulas (x1) and (x2).
[In the formula (x1),
Q 3 and Q 4 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
Le2 represents a C1-C17 divalent aliphatic hydrocarbon group or a single bond, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. Good.
Y represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent. The methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom, a carbonyl group or a sulfonyl group. ]
[式(x2)中、
Raは、置換基群P1から選ばれる基を有してもよい炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、置換基群P2から選ばれる基を炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表す。
置換基群P1:炭素数1〜10アルコキシ基、炭素数2〜11のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基及びニトロ基
置換基群P2:炭素数1〜15のアルキル基、炭素数1〜10アルコキシ基、炭素数2〜11のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基及びニトロ基]
[In the formula (x2),
Ra is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a group selected from substituent group P1, or an aromatic hydrocarbon having 6 to 20 carbon atoms selected from substituent group P2. Represents a group.
Substituent group P1: C1-C10 alkoxy group, C2-C11 alkoxycarbonyl group, halogen atom, hydroxy group, and nitro group Substituent group P2: C1-C15 alkyl group, C1-C10 Alkoxy group, C2-C11 alkoxycarbonyl group, halogen atom, hydroxy group and nitro group]
前記式(x1)のQ3及びQ4の具体例は、前記式(B4)に含まれるQ1及びQ2と同様である。本レジスト組成物に含有される塩(B4)に含まれるQ1及びQ2と、塩(E1)に含まれるQ3及びQ4とは必ずしも同じである必要はない。 Specific examples of Q 3 and Q 4 in the formula (x1) are the same as Q 1 and Q 2 included in the formula (B4). Q 1 and Q 2 contained in the salt (B4) contained in the resist composition and Q 3 and Q 4 contained in the salt (E1) are not necessarily the same.
前記式(x1)のLe2の具体例は、前記式(b4−1)のLb1の具体例と同じである。本レジスト組成物に含有される塩(B4)に含まれるLb1と、塩(E1)に含まれるLe2とは必ずしも同じである必要はない。 A specific example of L e2 in the formula (x1) is the same as a specific example of L b1 in the formula (b4-1). L b1 contained in the salt (B4) contained in the resist composition and L e2 contained in the salt (E1) are not necessarily the same.
式(x1)におけるYのアルキル基の炭素数は、1〜6の範囲が好ましく、その具体例としては、前記したものと同様のものが挙げられる。脂環式炭化水素基の炭素数は、3〜17の範囲が好ましく、その具体例としては、前記したものと同様のものが挙げられる。
該アルキル基及び該脂環式炭化水素基が任意に有する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のヒドロキシ基含有アルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基、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−(CH2)j2−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数3〜16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。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。
なお、ヒドロキシ基含有アルキル基とは、少なくとも1つのヒドロキシ基を有するアルキル基であり、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基などが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。アルコキシ基としては、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。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。
The number of carbon atoms of the Y alkyl group in the formula (x1) is preferably in the range of 1 to 6, and specific examples thereof include the same as those described above. The number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group is preferably in the range of 3 to 17, and specific examples thereof include the same ones as described above.
Examples of the substituent that the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group optionally have include, for example, a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxy group-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and carbon. C3-C16 alicyclic hydrocarbon group, C1-C12 alkoxy group, C6-C18 aromatic hydrocarbon group, C7-C21 aralkyl group, C2-C4 acyl group , Glycidyloxy group or — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group (wherein R b1 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or carbon Represents an aromatic hydrocarbon group of formula 6 to 18. j2 represents an integer of 0 to 4).
The hydroxy group-containing alkyl group is an alkyl group having at least one hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms. Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, n-pentoxy group, n-hexoxy group and the like. 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 aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, phenylpropyl group, naphthylmethyl group, naphthylethyl group and the like. Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Yの脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基及びカルボニル基からなる群より選ばれる基(2価の基)に置き換わっていてもよい。脂環式炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わった基としては例えば、環状エーテル基(脂環式炭化水素基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。 The methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group for Y may be replaced with a group (divalent group) selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfonyl group and a carbonyl group. Examples of the group in which the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group include, for example, a cyclic ether group (one or two of the methylene groups constituting the alicyclic hydrocarbon group are A group in which an oxygen atom is substituted), a cyclic ketone group (a group in which one or two methylene groups constituting an alicyclic hydrocarbon group are replaced by a carbonyl group), a sultone ring group (which constitutes an alicyclic hydrocarbon group) Two adjacent methylene groups in the methylene group are replaced with oxygen atoms and sulfonyl groups, respectively, and a lactone ring group (two methylene groups adjacent in the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group, A group in which an oxygen atom and a carbonyl group are substituted, respectively).
Yの脂環式炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y26)で表される基が好ましい。
As the alicyclic hydrocarbon group for Y, groups represented by formulas (Y1) to (Y26) are preferable.
これらの中でも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)又は式(Y19)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)又は式(Y14)で表される基である。 Among these, Preferably it is group represented by either of Formula (Y1)-Formula (Y19), More preferably, it is represented by Formula (Y11), Formula (Y14), Formula (Y15) or Formula (Y19). And more preferably a group represented by formula (Y11) or formula (Y14).
上述のとおり、Yの脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。このような置換基を有する脂環式炭化水素基としては例えば、以下のものが挙げられる。
As described above, the alicyclic hydrocarbon group for Y may have a substituent. Examples of the alicyclic hydrocarbon group having such a substituent include the following.
Yの脂環式炭化水素基は、式(Y11)及び式(Y14)で示したようにアダマンタン環を有する基であると好ましく、これらが置換基を有する場合、その置換基はヒドロキシ基が好ましい。すなわち、置換基を有する脂環式炭化水素基としては、ヒドロキシアダマンチル基がYとして特に好ましい。 The alicyclic hydrocarbon group of Y is preferably a group having an adamantane ring as shown in Formula (Y11) and Formula (Y14), and when these have a substituent, the substituent is preferably a hydroxy group . That is, as the alicyclic hydrocarbon group having a substituent, a hydroxyadamantyl group is particularly preferable as Y.
式(x1)で表される有機スルホン酸アニオン(Aa +)を具体的に示すと、式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)で表されるスルホン酸アニオンが挙げられる。これらの式においては、Q1、Q2及びLb2は前記と同義であり、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基(好ましくは、メチル基)を表す。
Specifically, when the organic sulfonate anion (A a + ) represented by the formula (x1) is specifically shown, the sulfonate anion represented by the formula (b1-1-1) to the formula (b1-1-1-9) Is mentioned. In these formulas, Q 1 , Q 2 and L b2 are as defined above, and R b2 and R b3 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group).
次に、式(x2)で表される有機スルホン酸アニオンについて説明する。
式(x2)におけるRaが脂肪族炭化水素基である場合、その具体例としては、すでに例示したアルキル基、脂環式炭化水素基及びそれらの組み合わせが挙げられる。かかる脂肪族炭化水素基は前記置換基群P1から選ばれる基を有していてもよいが、該脂肪族炭化水素基が有する置換基としては、置換基群P1の中でも、ハロゲン原子が好ましい。Raが芳香族炭化水素基である場合、その具体例としては、すでに例示したものが挙げられる。また、該芳香族炭化水素基は前記置換基群P2から選ばれる置換基を有していてもよいが、該芳香族炭化水素基が有する置換基としては、置換基群P2の中でも、アルキル基及びハロゲン原子が好ましい。
Next, the organic sulfonate anion represented by the formula (x2) will be described.
When Ra in the formula (x2) is an aliphatic hydrocarbon group, specific examples thereof include the already exemplified alkyl groups, alicyclic hydrocarbon groups, and combinations thereof. Such an aliphatic hydrocarbon group may have a group selected from the substituent group P1, and the substituent that the aliphatic hydrocarbon group has is preferably a halogen atom among the substituent group P1. When Ra is an aromatic hydrocarbon group, specific examples thereof include those already exemplified. In addition, the aromatic hydrocarbon group may have a substituent selected from the substituent group P2, but the substituent that the aromatic hydrocarbon group has is an alkyl group among the substituent group P2. And a halogen atom are preferred.
具体的に、式(x2)で表される有機スルホン酸アニオンを例示すると、
などが挙げられる。
Specifically, when an organic sulfonate anion represented by the formula (x2) is exemplified,
Etc.
<塩(E1)の具体例>
塩(E1)は、上述の有機カチオン(AN +)と、上述の有機スルホン酸アニオン(X−)の任意の組み合わせである。具体的には、以下の塩が挙げられる。
<Specific examples of salt (E1)>
The salt (E1) is an arbitrary combination of the above-described organic cation (A N + ) and the above-described organic sulfonate anion (X − ). Specific examples include the following salts.
式(e1−2)で表される有機カチオンを含む塩(E1)は例えば、式(e1−2−a)で表される化合物と、式(e1−2−b)で表される塩とを、溶剤中、触媒存在下で反応させることにより製造することができる。
(式中、全ての符号は前記と同義である。)
この反応の触媒としては、安息香酸銅(II)などが挙げられ、溶剤としては、モノクロロベンゼンなどが挙げられる。
Examples of the salt (E1) containing an organic cation represented by the formula (e1-2) include a compound represented by the formula (e1-2-a), a salt represented by the formula (e1-2b), and Can be produced in a solvent in the presence of a catalyst.
(In the formula, all symbols are as defined above.)
Examples of the catalyst for this reaction include copper (II) benzoate, and examples of the solvent include monochlorobenzene.
式(e1−2−b)で表される化合物は、所望のRe4〜Re6、m8及びm9に応じたものを準備すればよく、例えば市場から容易に入手できるものを用いることもできる。このような市販品としては、以下で表される化合物などが挙げられる。
The compound represented by the formula (e1-2b) may be prepared according to desired R e4 to R e6 , m8 and m9, and for example, a compound which can be easily obtained from the market can be used. Examples of such commercially available products include the compounds represented below.
式(e1−2−a)で表される化合物は例えば、式(e1−2−c)で表される化合物と、式(e1−2−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製造することができる。
(式中、全ての符号は、前記と同義である。)
この反応の溶剤としては、クロロホルム及び水などが挙げられる。
式(e1−2−c)で表される化合物は、市場から容易に入手できるものを用いることにより準備できる。このような市販品としては例えば、ジフェニルヨードニウム クロライドなどが挙げられる。
式(e1−2−d)で表される化合物は、例えば特開2008−209917号公報に記載された方法によって製造することができる。
Examples of the compound represented by the formula (e1-2-a) include a compound represented by the formula (e1-2c) and a compound represented by the formula (e1-2-d) in a solvent. It can be produced by reacting.
(In the formula, all symbols are as defined above.)
Examples of the solvent for this reaction include chloroform and water.
The compound represented by the formula (e1-2c) can be prepared by using a compound that can be easily obtained from the market. Examples of such commercially available products include diphenyliodonium chloride.
The compound represented by the formula (e1-2-d) can be produced, for example, by the method described in JP2008-209917A.
<樹脂(A)>
本レジスト組成物に含有される樹脂(A)は、酸分解性基を有する樹脂である。かかる酸不安定基としては、すでに塩(B3)を構成する有機カチオン(Aa +)において説明した、酸の作用により分解し、親水性基を形成する基が挙げられる。このような酸分解性基を有する樹脂(A)の中でも、それ自体は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で溶解し得るものが好ましい。かかる樹脂(A)は、酸分解性基を有するモノマー(以下、場合により「モノマー(a1)」といい、該モノマー(a1)に由来する構造単位を「構造単位(a1)」という。)を重合することによって製造できる。なお、「酸の作用によりアルカリ可溶となる」とは、「酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。樹脂(A)を製造する際、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 is a resin having an acid-decomposable group. Examples of such an acid labile group include groups already decomposed by the action of an acid to form a hydrophilic group described in the organic cation (A a + ) constituting the salt (B3). Among the resins (A) having such an acid-decomposable group, the resin itself is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, but is preferably one that can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. The resin (A) is a monomer having an acid-decomposable group (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1)”, and a structural unit derived from the monomer (a1) is referred to as “structural unit (a1)”). It can be produced by polymerization. “Becomes soluble in alkali by the action of an acid” means “being insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution before contact with an acid, but soluble in an aqueous alkali solution after contact with an acid”. means. When manufacturing resin (A), a monomer (a1) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
前記樹脂(A)が有する酸分解性基は、塩(B4)を構成する有機スルホン酸アニオン(X−)において説明した酸分解性基(1)及び酸分解性基(2)が好ましく、酸分解性基(1)がさらに好ましい。 The acid-decomposable group of the resin (A) is preferably the acid-decomposable group (1) or the acid-decomposable group (2) described in the organic sulfonate anion (X − ) constituting the salt (B4). The decomposable group (1) is more preferred.
前記樹脂(A)が有する構造単位(a1)は、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが好ましい。このような嵩高い構造を有する樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、優れた解像度でレジストパターンを製造できるという利点がある。 The structural unit (a1) of the resin (A) preferably has an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms. The present resist composition containing the resin (A) having such a bulky structure has an advantage that a resist pattern can be produced with excellent resolution.
前記構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)は、好ましくは、酸分解性基[より好ましくは、酸分解性基(1)及び/又は酸分解性基(2)]と、炭素−炭素二重結合とを分子内に有するモノマーが好ましく、酸分解性基(1)と、炭素−炭素二重結合とを分子内に有する(メタ)アクリル系モノマーがさらに好ましい。 The monomer (a1) for deriving the structural unit (a1) is preferably an acid-decomposable group [more preferably, an acid-decomposable group (1) and / or an acid-decomposable group (2)], and carbon-carbon. A monomer having a double bond in the molecule is preferable, and a (meth) acrylic monomer having an acid-decomposable group (1) and a carbon-carbon double bond in the molecule is more preferable.
<好適な構造単位(a1)>
好適な構造単位(a1)を有する樹脂(A)について、さらに詳述する。該樹脂(A)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。)を有する樹脂が好ましい。かかる樹脂(A)には、構造単位(a1−1)を単独種有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−2)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−1)と構造単位(a1−2)とを合わせて有していてもよい。
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、互いに独立に、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、互いに独立に、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。]
<Preferred structural unit (a1)>
The resin (A) having a suitable structural unit (a1) will be further described in detail. Among the resins (A), a structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-1)”) or a structural unit represented by the formula (a1-2) A resin having (hereinafter, referred to as “structural unit (a1-2)” in some cases) is preferable. Such resin (A) may have a single type of structural unit (a1-1), may have multiple types, or may have a single type of structural unit (a1-2). In addition, a plurality of types may be included, and the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) may be combined.
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group. Represent.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 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. ]
La1及びLa2の*−O−(CH2)k1−CO−O−におけるk1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。La1及びLa2は、好ましくは酸素原子である。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基である。該アルキル基は、好ましくは炭素数6以下である。該脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数8以下であり、より好ましくは炭素数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。
K1 in * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— of L a1 and L a2 is preferably an integer of 1 to 4, and more preferably 1. L a1 and L a2 are preferably oxygen atoms.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
The aliphatic hydrocarbon group for R a6 and R a7 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms. The alkyl group preferably has 6 or less carbon atoms. The alicyclic hydrocarbon group preferably has 8 or less carbon atoms, more preferably 6 or less carbon atoms.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.
構造単位(a1−1)を誘導するモノマー(a1)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。構造単位(a1−1)としては、式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)でそれぞれ表される構造単位が好ましく、式(a1−1−1)〜(a1−1−5)でそれぞれ表される構造単位がより好ましい。
Examples of the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1-1) include monomers described in JP-A No. 2010-204646. As the structural unit (a1-1), structural units respectively represented by formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferable, and formulas (a1-1-1) to (a1-1) are preferable. The structural units represented by -5) are more preferable.
構造単位(a1−2)を導くモノマーとしては、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)アクリレート及び1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the monomer that leads to the structural unit (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, and 1-ethylcycloheptane-1- Examples include yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, and 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate.
構造単位(a1−2)としては、好ましくは、式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)]でそれぞれ表される構造単位がであり、より好ましくは、式(a1−2−3)、(a1−2−4)、(a1−2−7)及び(a1−2−8)でそれぞれ表される構造単位(a1−2)であり、さらに好ましくは式(a1−2−3)及び(a1−2−7)でそれぞれ表される構造単位である。
The structural unit (a1-2) is preferably a structural unit represented by each of the formulas (a1-2-1) to (a1-2-12)], more preferably the formula (a1- 2-3), structural units (a1-2) represented by (a1-2-4), (a1-2-7) and (a1-2-8), respectively, more preferably 2-3) and structural units represented by (a1-2-7), respectively.
樹脂(A)が構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する場合、これらの合計含有割合は、樹脂(A)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く、20〜60モル%の範囲が特に好ましい。 When resin (A) has a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2), these total content rates are with respect to all the structural units (100 mol%) of resin (A). The range of 10-95 mol% is preferable, the range of 15-90 mol% is more preferable, the range of 20-85 mol% is further more preferable, and the range of 20-60 mol% is especially preferable.
また、構造単位(a1)としては、アダマンチル基を有する構造単位(特に好ましくは、構造単位(a1−1))が好ましい。アダマンチル基を有する構造単位(a1)を有する場合、その含有割合は、構造単位(a1)の合計に対して、15モル%以上が好ましい。アダマンチル基を有する酸不安定構造単位の含有率が上記の範囲内であると、樹脂(A)を含有するレジスト組成物から製造されるレジストパターンのドライエッチング耐性が良好となる傾向がある。 The structural unit (a1) is preferably a structural unit having an adamantyl group (particularly preferably, the structural unit (a1-1)). When the structural unit (a1) having an adamantyl group is included, the content ratio is preferably 15 mol% or more with respect to the total of the structural units (a1). If the content of the acid labile structural unit having an adamantyl group is within the above range, the dry etching resistance of a resist pattern produced from the resist composition containing the resin (A) tends to be good.
以上、樹脂(A)が有する構造単位(a1)として好ましい構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)について説明したが、当該樹脂(A)はこれら以外の構造単位(a1)を有していてもよい。以下、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の構造単位(a1)を、当該構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を示すことで説明する。 The structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) that are preferable as the structural unit (a1) included in the resin (A) have been described above. However, the resin (A) includes structural units (a1) other than these. You may have. Hereinafter, the structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) will be described by showing a monomer (a1) that derives the structural unit (a1).
樹脂(A)は、式(a1−3)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−3)」という。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。このようなモノマー(a1−3)に由来する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、主鎖に剛直なノルボルナン環を含むものとなるので、当該樹脂(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を製造できる傾向がある。
[式(a1−3)中、
Ra9は、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよい炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基、又は−COORa13を表し、Ra13は、炭素数1〜8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等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。
Ra10、Ra11及びRa12は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表すか、Ra10及びRa11は互いに結合してこれらが結合する炭素原子とともに環を形成し、Ra12は、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基及に含まれる水素原子はヒドロキシ基等で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。]
The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from the monomer represented by the formula (a1-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-3)”). Since the resin (A) having the structural unit (a1) derived from such a monomer (a1-3) contains a rigid norbornane ring in the main chain, the present resist composition containing the resin (A) Products tend to be able to produce resist patterns with excellent dry etching resistance.
[In the formula (a1-3),
R a9 is hydrogen atom or a substituent (e.g. hydroxy groups) of 1 to 3 carbon atoms which may have an aliphatic hydrocarbon group, a carboxy group, a cyano group, or a -COOR a13, R a13 is Represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and a methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group is: An oxygen atom or a carbonyl group may be substituted.
R a10 , R a11 and R a12 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are bonded. , R a12 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. ]
Ra9〜Ra12の脂肪族炭化水素基は典型的にはアルキル基であり、該アルキル基の具体例は、炭素数1〜12の範囲ですでに例示したものを含む。置換基、特にヒドロキシ基を有する脂肪族炭化水素基としては、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である。 The aliphatic hydrocarbon group of R a9 to R a12 is typically an alkyl group, and specific examples of the alkyl group include those already exemplified in the range of 1 to 12 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having a substituent, particularly a hydroxy group, include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group.
Ra10とRa11とが結合しこれらが結合する炭素原子とともに形成される環としては、シクロへキサン環及びアダマンタン環などである。 Examples of the ring and R a10 and R a11 are formed with bonded carbon atoms to which they are attached, and the like cyclohexane ring and an adamantane ring cyclohexylene.
モノマー(a1−3)としては例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものが挙げられる。これらの中でも、式(a1−3−1)、式(a1−3−2)、式(a1−3−3)及び式(a1−3−4)でそれぞれ表されるモノマーが好ましく、式(a1−3−2)又は(a1−3−4)で表されるモノマーがより好ましく、式(a1−3−2)で表されるモノマーがさらに好ましい。
As a monomer (a1-3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Among these, monomers represented by the formula (a1-3-1), the formula (a1-3-2), the formula (a1-3-3) and the formula (a1-3-4) are preferable, respectively. The monomer represented by a1-3-2) or (a1-3-4) is more preferred, and the monomer represented by formula (a1-3-2) is more preferred.
樹脂(A)が、モノマー(a1−3)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(A)の全構造単位に対して、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。 When the resin (A) has the structural unit (a1) derived from the monomer (a1-3), the content ratio is preferably in the range of 10 to 95 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). The range of 15-90 mol% is more preferable, and the range of 20-85 mol% is more preferable.
樹脂(A)は、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。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。
[式(a1−4)中、
R10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。
laは0〜4の整数を表す。
R11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、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表し、laが2以上である場合、複数のR11は互いに同一であっても異なってもよい。
R12及びR13は互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
Ya3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。]
The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from the monomer represented by the formula (a1-4) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-4)”).
[In the formula (a1-4),
R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
la represents an integer of 0 to 4.
R 11 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 acryloyloxy group, or When a methacryloyloxy group is represented and la is 2 or more, a plurality of R 11 may be the same as or different from each other.
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
Y a3 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. ]
R10は、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基又は水素原子であり、より好ましくはメチル基及び水素原子であり、さらに好ましくは水素原子である。
R11のアルコキシ基は、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。
R12及びR13の炭化水素基は、好ましくは、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基及び炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。
Ya3の炭化水素基は、好ましくは、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせた基であり、より好ましくは、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数7〜18のアラルキル基である。Ya3の炭化水素基が脂肪族炭化水素基である場合、無置換の脂肪族炭化水素基が好ましく、Ya3の炭化水素基が芳香族炭化水素基である場合、置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数6〜10のアリールオキシ基が好ましい。
R 10 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group and a hydrogen atom, and still more preferably a hydrogen atom.
The alkoxy group of R 11 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group and an ethoxy group, and particularly preferably a methoxy group.
The hydrocarbon group of R 12 and R 13 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.
The hydrocarbon group for Y a3 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, or a combination thereof, and more preferably one having 1 carbon atom. An aliphatic hydrocarbon group having 18 to 18 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. When the hydrocarbon group of Y a3 is an aliphatic hydrocarbon group, an unsubstituted aliphatic hydrocarbon group is preferable, and when the hydrocarbon group of Y a3 is an aromatic hydrocarbon group, the substituent includes A 1-6 alkyl group and a C6-C10 aryloxy group are preferable.
モノマー(a1−4)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。中でも、式(a1−4−1)〜式(a1−4−7)でそれぞれ表されるモノマーが好ましく、式(a1−4−1)〜式(a1−4−5)でそれぞれ表されるモノマーがより好ましい。
As a monomer (a1-4), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Especially, the monomer respectively represented by Formula (a1-4-1)-Formula (a1-4-7) is preferable, and each is represented by Formula (a1-4-1)-Formula (a1-4-5). Monomers are more preferred.
樹脂(A)がモノマー(a1−4)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(A)の全構造単位に対して、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。 When the resin (A) has a structural unit (a1) derived from the monomer (a1-4), the content ratio is preferably in the range of 10 to 95 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). The range of 15 to 90 mol% is more preferable, and the range of 20 to 85 mol% is more preferable.
また、樹脂(A)はアダマンタン環を有する構造単位(a1)として、以下の式(a1−5)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−5)」という。)を有することもある。
[式(a1−5)中、
Ra8は、水素原子又はメチル基を表す。
A1は、単結合、酸素原子又はカルボニル基を表す。
A2は炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
Ra1〜Ra3は、上記と同じ意味である。]
In addition, the resin (A) is a structural unit represented by the following formula (a1-5) as a structural unit (a1) having an adamantane ring (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-5)”). May have.
[In the formula (a1-5),
R a8 represents a hydrogen atom or a methyl group.
A 1 represents a single bond, an oxygen atom or a carbonyl group.
A 2 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R a1 to R a3 have the same meaning as described above. ]
構造単位(a1−5)のRa1〜Ra3はそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基及びヘキシル基であるか、Ra2及びRa3が互いに結合して、それらが結合する炭素原子とともに、炭素数3〜12の環を形成していることが好ましい。該環は、アダマンタン環又はシクロヘキサン環が好ましい。 R a1 to R a3 in the structural unit (a1-5) are each independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a heptyl group, and a hexyl group, or R a2 and R a3 are bonded to each other, It is preferable to form a ring having 3 to 12 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. The ring is preferably an adamantane ring or a cyclohexane ring.
構造単位(a1−5)としては、例えば、以下の構造単位が挙げられる。
As a structural unit (a1-5), the following structural units are mentioned, for example.
樹脂(A)が、構造単位(a1−5)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位に対して、3〜80モル%の範囲が好ましく、5〜70モル%の範囲がより好ましく、5〜60モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has the structural unit (a1-5), the content ratio is preferably in the range of 3 to 80 mol%, more preferably 5 to 70 mol%, with respect to all the structural units of the resin (A). The range is more preferable, and the range of 5 to 60 mol% is more preferable.
<酸安定構造単位>
樹脂(A)は、酸分解性基を有する構造単位(a1)に加え、酸分解性基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」といい、該酸安定構造単位を誘導し得るモノマーを、「酸安定モノマー」という。)を有していると好ましい。該樹脂(A)中、酸安定構造単位は1種のみを有していてもよく、複数種を有していてもよい。樹脂(A)中の酸安定構造単位は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
樹脂(A)が構造単位(a1)と酸安定構造単位とを有する場合、当該酸安定構造単位は100モル%から酸安定構造単位の含有割合を引いたものである。なお、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、通常、樹脂(A)を製造する際の構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)の合計使用量と、酸安定構造単位を誘導する酸安定モノマーの合計使用量との比率により好ましい範囲が定められる。具体的には、〔モノマー(a1)〕/〔酸安定モノマー〕の形式で表して、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。このようにすると、樹脂(A)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより一層良好となる傾向がある。
<Acid stable structural unit>
In addition to the structural unit (a1) having an acid-decomposable group, the resin (A) is a structural unit having no acid-decomposable group (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable structural unit”). The derivatizable monomer is preferably referred to as “acid-stable monomer”). In the resin (A), the acid stable structural unit may have only one type, or may have a plurality of types. 1 type may be sufficient as the acid stable structural unit in resin (A), and 2 or more types may be sufficient as it.
When the resin (A) has the structural unit (a1) and the acid stable structural unit, the acid stable structural unit is obtained by subtracting the content of the acid stable structural unit from 100 mol%. In addition, the ratio of the content ratio of the structural unit (a1) and the content ratio of the acid-stable structural unit is usually the total use of the monomer (a1) derived from the structural unit (a1) when the resin (A) is produced. The preferred range is determined by the ratio of the amount and the total amount of acid stable monomer used to derive the acid stable structural unit. Specifically, it is expressed in the form of [monomer (a1)] / [acid-stable monomer], preferably 10 to 80 mol% / 90 to 20 mol%, more preferably 20 to 60 mol% / 80 to 40 mol%. If it does in this way, there exists a tendency for the dry etching tolerance of the resist pattern obtained from this resist composition containing resin (A) to become still better.
次に、酸安定構造単位のうち、好ましいものを説明する。
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、「酸安定構造単位(a2)」という。)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、「酸安定構造単位(a3)」という。)を有する樹脂(A)は、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜、又は塗布膜から得られる組成物層が基板との間に優れた密着性を発現し易くなり、該本レジスト組成物は、高解像度でレジストパターンを製造することができる。なお、ここでいう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関しては後述する。まず、酸安定構造単位として好適な、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)に関して具体例を挙げつつ説明する。
Next, a preferable thing is demonstrated among an acid stable structural unit.
The acid stable structural unit is preferably a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring. An acid stable structural unit having a hydroxy group (hereinafter referred to as “acid stable structural unit (a2)”) and / or an acid stable structural unit having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid stable structural unit (a3)”). When the present resist composition containing the resin (A) is applied to a substrate, the resin (A) having the coating film formed on the substrate or the composition layer obtained from the coating film is between the substrate It becomes easy to express excellent adhesiveness, and the resist composition can produce a resist pattern with high resolution. In addition, the manufacturing method of the resist pattern using this resist composition here is mentioned later. First, the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) suitable as the acid stable structural unit will be described with specific examples.
<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A)に導入する場合、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、好適な酸安定構造単位(a2)を選択することができる。すなわち、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を露光源とする露光、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性水酸基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A)に導入することが好ましい。短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A)に導入することが好ましい。このように、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は各々、レジストパターンを製造する際の露光源によって好ましいものを選ぶことができるが、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)1種のみを有していてもよく、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)2種以上を有していてもよく、或いは、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)と、それ以外の酸安定構造単位(a2)とを組み合わせて有していてもよい。
<Acid stable structural unit (a2)>
When the acid-stable structural unit (a2) is introduced into the resin (A), a suitable acid-stable structure is used depending on the type of exposure source when producing a resist pattern from the resist composition containing the resin (A). The unit (a2) can be selected. That is, when this resist composition is used for exposure using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as an exposure source, or exposure using a high energy beam such as an electron beam or EUV light as an exposure source, an acid stable structural unit ( As a2), it is preferable to introduce an acid stable structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxyl group into the resin (A). When using exposure using a short wavelength ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source, an acid stable structural unit represented by the formula (a2-1) described later is used as a resin ( It is preferable to introduce into A). Thus, each of the acid stable structural units (a2) possessed by the resin (A) can be selected according to the exposure source used for producing the resist pattern, but the acid stable structural units possessed by the resin (A) ( a2) may have only one type of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source, and two or more types of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source. Or an acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source and a combination of other acid stable structural units (a2).
酸安定構造単位(a2)の具体例の1つは、以下の式(a2−1)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−1)」という。)である。
式(a2−1)中、
La3は、酸素原子又は*−O−(CH2)k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表す。)で表される基を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。
One specific example of the acid stable structural unit (a2) is one represented by the following formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-1)”).
In formula (a2-1),
L a3 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7), and * represents a carbonyl group (—CO—). Represents a bond with
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.
La3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2)k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子である。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
L a3 is preferably an oxygen atom or a group represented by —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, wherein k2 is an integer of 1 to 4, and more preferably an oxygen atom.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
以上、例示した酸安定構造単位(a2−1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーから誘導される。これらの中でも、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−3)及び式(a2−1−4)でそれぞれ表される酸安定構造単位(a2−1)がより好ましく、式(a2−1−1)〜式(a2−1−3)で表される酸安定構造単位(a2−1)がさらに好ましい。 As described above, the exemplified acid stable structural unit (a2-1) is derived from, for example, an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among these, acid stable structural units (a2) represented by formula (a2-1-1), formula (a2-1-2), formula (a2-1-3) and formula (a2-1-4), respectively. -1) is more preferable, and the acid stable structural unit (a2-1) represented by the formula (a2-1-1) to the formula (a2-1-3) is more preferable.
樹脂(A)が、酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、1〜45モル%の範囲が好ましく、2〜35モル%の範囲がより好ましく、3〜30モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-1), the content ratio is preferably in the range of 1 to 45 mol% with respect to all the structural units of the resin (A), and 2 to 35 The range of mol% is more preferable, and the range of 3 to 30 mol% is more preferable.
次に、ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2)のうち、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2)について説明する。該酸安定構造単位(a2)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。)が挙げられる。
式(a2−0)中、
Ra30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。
Ra31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、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
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。
Next, the acid stable structural unit (a2) having a phenolic hydroxy group among the acid stable structural units (a2) having a hydroxy group will be described. Examples of the acid stable structural unit (a2) include those represented by the following formula (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-0)”).
In formula (a2-0),
R a30 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a31 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyloxy group, or Represents a methacryloyloxy 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.
Ra30は、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
Ra31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
R a30 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and particularly preferably a hydrogen atom.
R a31 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group or an ethoxy group, and further preferably a methoxy group.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
酸安定構造単位(a2−0)としては、式(a2−0−1)、式(a2−0−2)、式(a2−0−3)及び式(a2−0−4)でそれぞれ表されるものが好ましい。かかる構造単位(a2−0)を導く酸安定モノマーとしては、例えば、特開2010−204634号公報に記載のモノマーが挙げられる。
The acid stable structural unit (a2-0) is represented by formula (a2-0-1), formula (a2-0-2), formula (a2-0-3) and formula (a2-0-4), respectively. Are preferred. Examples of the acid stable monomer for deriving the structural unit (a2-0) include monomers described in JP2010-204634A.
p−ヒドロキシスチレンやp−ヒドロキシ−α−メチルスチレンといった酸安定構造単位(a2−0)を誘導し得る酸安定モノマーを、樹脂(A)製造に用いることにより、式(a2−0−1)又は式(a2−0−2)で表される酸安定構造単位(a2−0)を、樹脂(A1)に導入することができるが、該酸安定モノマーにあるフェノール性ヒドロキシ基を例えば、アセチル基のような保護基で保護し、保護化酸安定モノマーとした後、この保護化酸安定モノマーを用いて樹脂(A)を製造することもできる。保護化酸安定モノマーに由来する構造単位を有する樹脂を脱保護処理して、保護基を脱離することにより、酸安定構造単位(a2−0)を有する樹脂(A1)を製造できる。ただし、脱保護処理を実施する際には、構造単位(a1)が有する酸不安定基を著しく損なわないようにして、該脱保護処理を実施する必要がある。 By using an acid-stable monomer capable of deriving an acid-stable structural unit (a2-0) such as p-hydroxystyrene or p-hydroxy-α-methylstyrene for the production of the resin (A), the formula (a2-0-1) Alternatively, the acid stable structural unit (a2-0) represented by the formula (a2-0-2) can be introduced into the resin (A1), but the phenolic hydroxy group in the acid stable monomer is, for example, acetyl After protecting with a protecting group such as a group to form a protected acid stable monomer, the resin (A) can also be produced using this protected acid stable monomer. A resin (A1) having an acid stable structural unit (a2-0) can be produced by deprotecting a resin having a structural unit derived from a protected acid-stable monomer and removing the protecting group. However, when carrying out the deprotection treatment, it is necessary to carry out the deprotection treatment so that the acid labile group of the structural unit (a1) is not significantly impaired.
樹脂(A)が酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位に対して、5〜90モル%の範囲が好ましく、10〜85モル%の範囲がより好ましく、15〜80モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-0), the content is preferably in the range of 5 to 90 mol%, and preferably 10 to 85 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and the range of 15 to 80 mol% is more preferable.
<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(a3)が有するラクトン環は例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
<Acid stable structural unit (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable structural unit (a3) may be monocyclic such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring and δ-valerolactone ring, monocyclic lactone ring and other rings. Or a condensed ring. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.
酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものである。樹脂(A)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを「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。
[式(a3−1)中、
La4は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−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。
Ra18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
Ra21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は互いに同一又は相異なる。
式(a3−2)中、
La5は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−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。
Ra19は、水素原子又はメチル基を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
Ra22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22は互いに同一又は相異なる。
式(a3−3)中、
La6は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−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。
Ra20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
Ra23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、r1が2以上の場合、複数のRa23は互いに同一又は相異なる。]
The acid stable structural unit (a3) is preferably one represented by the following formula (a3-1), formula (a3-2) or formula (a3-3). Resin (A) may have only 1 type among these, and may have 2 or more types. In the following description, what is represented by the formula (a3-1) is referred to as “acid-stable structural unit (a3-1)”, and what is represented by the formula (a3-2) is “acid-stable structural unit ( a3-2) ”, and the compound represented by formula (a3-3) is referred to as“ acid-stable structural unit (a3-3) ”.
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when p1 is 2 or more, the plurality of R a21 are the same or different from each other.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a19 represents a hydrogen atom or a methyl group.
q1 represents an integer of 0 to 3.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when q1 is 2 or more, the plurality of R a22 are the same or different from each other.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
r1 represents an integer of 0 to 3.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when r1 is 2 or more, the plurality of R a23 are the same or different from each other. ]
式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、式(a2−1)のLa3で説明したものと同じものが挙げられる。
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−(CH2)k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子及び、*−O−CH2−CO−O−がより好ましい。
Ra18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
Ra22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、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。なお、p1が2である場合、2つのRa21は互いに同一でも異なっていてもよく、q1が2である場合、2つのRa22は互いに同一でも異なっていてもよく、r1が2である場合、2つのRa23は互いに同一でも異なっていてもよい。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), L a4 to L a6 are the same as those described for L a3 in formula (a2-1).
L a4 to L a6 are each independently an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4, preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O— is more preferable.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1 and r1 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1. When p1 is 2, two R a21 may be the same as or different from each other. When q1 is 2, two R a22 may be the same as or different from each other, and r1 is 2. Two R a23 may be the same or different from each other.
以下、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)の各々の好適例を示す。 Hereinafter, preferred examples of the acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) will be shown.
酸安定構造単位(a3−1)の好適例は、以下の式(a3−1−1)、式(a3−1−2)、式(a3−1−3)及び式(a3−1−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-1) include the following formula (a3-1-1), formula (a3-1-2), formula (a3-1-3) and formula (a3-1-4). ).
酸安定構造単位(a3−2)の好適例は、以下の式(a3−2−1)、式(a3−2−2)、式(a3−2−3)及び式(a3−2−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-2) include the following formula (a3-2-1), formula (a3-2-2), formula (a3-2-3) and formula (a3-2-4). ).
酸安定構造単位(a3−3)の好適例は、以下の式(a3−3−1)、式(a3−3−2)、式(a3−3−3)及び式(a3−3−4)のいずれかで表されるものである。
Preferred examples of the acid stable structural unit (a3-3) include the following formula (a3-3-1), formula (a3-3-2), formula (a3-3-3) and formula (a3-3-4). ).
酸安定構造単位(a3−3)を誘導し得る酸安定モノマーとしては、例えば、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。 As an acid stable monomer which can derive | lead an acid stable structural unit (a3-3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 can be mentioned, for example.
樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3−3)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a3-3), the content ratio is preferably in the range of 5 to 70 mol% with respect to all the structural units of the resin (A), 10 to 65 The range of mol% is more preferable, and the range of 10 to 60 mol% is more preferable.
樹脂(A)は、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)以外の酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a4)」という。]を有することもある。この酸安定構造単位(a4)はレジスト分野で公知のものを挙げることができるが、例えば、該酸安定構造単位(a4)を導く酸安定モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3−メチルスチレン、イソボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート及びテトラシクロドデセニル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、好ましくは、スチレン、α−メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-メチルスチレン及び3−メチルスチレンが挙げられる。 The resin (A) may have an acid stable structural unit other than the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a4)”). Examples of the acid stable structural unit (a4) include those known in the resist field. For example, examples of the acid stable monomer that leads to the acid stable structural unit (a4) include styrene, α-methylstyrene, 4 -Methyl styrene, 2-methyl styrene, 3-methyl styrene, isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, tetracyclododecenyl (meth) acrylate, and the like, preferably styrene, α -Methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-methylstyrene and 3-methylstyrene.
樹脂(A)が、このような酸安定構造単位(a4)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましく、40モル%以下の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has such an acid-stable structural unit (a4), the content ratio is preferably 60 mol% or less, and 50 mol% or less with respect to all the structural units of the resin (A). More preferred is a range of 40 mol% or less.
樹脂(A)のより好ましい具体例としては、下記の(A−1)〜(A-17)の樹脂が挙げられる。
More preferable specific examples of the resin (A) include the following resins (A-1) to (A-17).
樹脂(A)は、上述の構造単位以外の構造単位を有していてもよく、かかる構造単位としては、当技術分野で周知の構造単位を挙げることができる。 The resin (A) may have a structural unit other than the above-described structural units, and examples of the structural unit include structural units well known in the art.
<樹脂(A)の製造方法>
樹脂(A)は、構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を、さらに好ましくは、該モノマー(a1)と、酸安定構造単位を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものであり、より好ましくは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものである。
樹脂(A)は、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1−1)を有することがさらに好ましい。酸安定構造単位(a2)としては、ヒドロキシアダマンチル基を有する構造単位(a2−1)を用いることが好ましい。酸安定構造単位(a3)としては、γ−ブチロラクトン環を有する酸安定構造単位(a3−1)及びγ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定構造単位(a3−2)の少なくとも1種を有することが好ましい。樹脂(A)は、上述したようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供し、重合(共重合)することにより製造できる。
<Method for producing resin (A)>
The resin (A) is obtained by copolymerizing the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1), more preferably the monomer (a1) and an acid stable monomer for deriving the acid stable structural unit. More preferably, the monomer (a1), the acid stable structural unit (a2) and / or the acid stable structural unit (a3) for deriving the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2) are derived. It is a copolymer of an acid stable monomer.
The resin (A) further preferably has a structural unit (a1-1) having an adamantyl group as the structural unit (a1). As the acid stable structural unit (a2), it is preferable to use a structural unit (a2-1) having a hydroxyadamantyl group. The acid stable structural unit (a3) includes at least an acid stable structural unit (a3-1) having a γ-butyrolactone ring and an acid stable structural unit (a3-2) having a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and a norbornane ring. It is preferable to have one. The resin (A) can be produced by subjecting the monomer as described above to a known polymerization method (for example, radical polymerization method) and polymerizing (copolymerizing) it.
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミ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る。この分析の詳細な分析条件は、本願の実施例に記載する。 The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more) and 50,000 or less (more preferably 30,000 or less). In addition, the weight average molecular weight here is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis. Detailed analysis conditions for this analysis are described in the Examples of the present application.
<塩基性化合物(C)>
本発明のレジスト組成物は、当技術分野で周知のクエンチャーとして作用する塩基性化合物を含有してもよい。この塩基性化合物を、以下、場合により「塩基性化合物(C)」という。
<Basic compound (C)>
The resist composition of the present invention may contain a basic compound that acts as a quencher well known in the art. Hereinafter, this basic compound is sometimes referred to as “basic compound (C)”.
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。 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.
[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。]
[In the formula (C1),
R c1 , R c2 and R c3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group The hydrogen atom contained is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It may be. ]
[式(C1−1)中、
Rc2及びRc3は、前記と同義である。
Rc4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は互いに同一又は相異なる。]
[In the formula (C1-1),
R c2 and R c3 are as defined 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, the plurality of R c4 are the same or different from each other. ]
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
Rc5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc9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は互いに同一又は相異なる。]
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4),
R c5 , R c6 , R c7 and R c8 are each independently synonymous with 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 are the same or different from each other. ]
[式(C5)及び式(C6)中、
Rc10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
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は互いに同一又は相異なる。p3が2以上であるとき、複数のRc15は互いに同一又は相異なる。
Lc1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。]
[In Formula (C5) and Formula (C6),
R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 are each independently synonymous with R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently have the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when o3 is 2 or more, the plurality of R c14 are the same or different from each other. When p3 is 2 or more, the plurality of R c15 are the same 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. ]
[式(C7)及び式(C8)中、
Rc18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
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は同一又は相異なる。r3が2以上であるとき、複数のRc19は同一又は相異なる。s3が2以上であるとき、複数のRc20は同一又は相異なる。
Lc2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。]
[In Formula (C7) and Formula (C8),
R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently has the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, the plurality of R c18 are the same or different. When r3 is 2 or more, the plurality of R c19 are the same or different. When s3 is 2 or more, the plurality of R c20 are the same or different.
L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられ、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-diphenyl Examples include ethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, and 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane. Propyl aniline. 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、イミダゾール及び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、ピリジン及び4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン2,2’−ジピコリルアミン、及びビピリジンなどが挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine 2,2′-dipicolylamine, and bipyridine.
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリンなどが挙げられる。 As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Examples include ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, and choline.
<溶剤(D)>
本発明のレジスト組成物は溶剤を含有するものであると好ましい。この溶剤を以下、場合により「溶剤(D)」という。溶剤(D)は、樹脂(A)、塩(B3)又は塩(E1)などの種類及びその量に応じた溶解性、さらにレジストパターンの製造において、基板上に本発明のレジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
<Solvent (D)>
The resist composition of the present invention preferably contains a solvent. Hereinafter, this solvent is sometimes referred to as “solvent (D)”. Solvent (D) is a resin (A), salt (B3), salt (E1), etc., and the solubility according to the amount thereof, and the resist composition of the present invention is applied onto a substrate in the production of a resist pattern. From the standpoint of good coating properties during the process, an optimal one can be selected as appropriate.
溶剤(D)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。溶剤(D)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 (D) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and Examples thereof include esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone. A solvent (D) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
<その他の成分(以下、場合により「成分(F)」という。)>
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、樹脂(A)、塩(B3)、塩(E2)、塩基性化合物(C)及び溶剤(D)以外の成分(F)を、本発明のレジスト組成物の特性を著しく損なわない範囲であれば含有していてもよい。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を挙げることができ、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が挙げられる。
<Other components (hereinafter sometimes referred to as “component (F)”)>
If necessary, the resist composition of the present invention contains components (F) other than the resin (A), the salt (B3), the salt (E2), the basic compound (C) and the solvent (D) according to the present invention. It may be contained as long as the characteristics of the resist composition are not significantly impaired. Examples of the component (F) include additives widely used in this technical field, and examples thereof include a sensitizer, a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, and a dye.
<本発明のレジスト組成物の調製方法>
続いて、樹脂(A)、塩(B4)及び塩(E1)を含有する本レジスト組成物の調製方法を説明する。
本発明のレジスト組成物は例えば、樹脂(A)、塩(B4)、塩(E1)及び溶剤(D)を混合することで、
又は、
樹脂(A)、塩(B4)、塩(E1)、塩基性化合物(C)や成分(F)などの添加剤及び溶剤(D)を混合することで調製することができる。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂(A)などの種類や樹脂(A)などの溶剤(D)に対する溶解度など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。
<Method for Preparing Resist Composition of the Present Invention>
Then, the preparation method of this resist composition containing resin (A), salt (B4), and salt (E1) is demonstrated.
The resist composition of the present invention is, for example, by mixing resin (A), salt (B4), salt (E1) and solvent (D),
Or
It can prepare by mixing resin (A), salt (B4), salt (E1), additives, such as a basic compound (C) and a component (F), and a solvent (D). In such mixing, the mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select the suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to solvent (D), such as a kind (resin (A)), such as resin (A). An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
本発明のレジスト組成物における塩(B4)の含有量は、樹脂(A)の含有量を基準に好ましい範囲が定められる。具体的には、樹脂(A)100質量部に対して、塩(B4)は、1質量部以上40質量部以下であると好ましく、3質量部以上35質量部以下であるとさらに好ましい。 A preferable range of the content of the salt (B4) in the resist composition of the present invention is determined based on the content of the resin (A). Specifically, the salt (B4) is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or more and 35 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin (A).
本発明のレジスト組成物における塩(E1)の含有量も、樹脂(A)の含有量を基準に好ましい範囲が定められる。具体的には、樹脂(A)100質量部に対して、塩(E1)は、0.5質量部以上20質量部以下であると好ましく、1質量部以上10質量部以下であるとさらに好ましい。 A preferable range of the content of the salt (E1) in the resist composition of the present invention is determined based on the content of the resin (A). Specifically, the salt (E1) is preferably 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin (A). .
このように、本発明のレジスト組成物における塩(B4)及び塩(E1)の含有量は、樹脂(A)の含有量を基準に好ましい範囲が定められるが、本発明のレジスト組成物における塩(B4)の含有量は、本発明のレジスト組成物における塩(E1)の含有量よりも多いことが特に好ましい。塩(B4)及び塩(E1)の含有量比を、〔塩(B4)〕/〔塩(E1)〕(重量比)の形式で表すと、20/1〜5/1の範囲が好ましい。 As described above, the content of the salt (B4) and the salt (E1) in the resist composition of the present invention has a preferable range based on the content of the resin (A), but the salt in the resist composition of the present invention. The content of (B4) is particularly preferably larger than the content of salt (E1) in the resist composition of the present invention. When the content ratio of the salt (B4) and the salt (E1) is expressed in the form of [salt (B4)] / [salt (E1)] (weight ratio), the range of 20/1 to 5/1 is preferable.
本発明のレジスト組成物における樹脂(A)の含有割合は、本発明のレジスト組成物の固形分を基準に好ましい範囲が定められる。具体的は、該固形分の質量を基準として、樹脂(A)は70質量%以上であることが好ましい。なお、ここでいう「固形分」の質量とは、溶剤(D)を含む本レジスト組成物から、揮発成分である溶剤(D)を除いた成分の合計を意味する。当該固形分は、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。 A preferable range of the content ratio of the resin (A) in the resist composition of the present invention is determined based on the solid content of the resist composition of the present invention. Specifically, the resin (A) is preferably 70% by mass or more based on the mass of the solid content. In addition, the mass of "solid content" here means the sum total of the component remove | excluding the solvent (D) which is a volatile component from this resist composition containing a solvent (D). The solid content can be measured by a known analysis means such as liquid chromatography or gas chromatography.
本発明のレジスト組成物が塩基性化合物(C)を含有する場合、その含有割合は、レジスト組成物の固形分の質量を基準に、0.01〜6質量%程度が好ましく、0.01〜4質量%程度がさらに好ましく、0.01〜3質量%程度が特に好ましい。 When the resist composition of the present invention contains a basic compound (C), the content is preferably about 0.01 to 6% by mass, based on the mass of the solid content of the resist composition, 0.01 to About 4% by mass is more preferable, and about 0.01 to 3% by mass is particularly preferable.
溶剤(D)を含有する本発明のレジスト組成物において、溶剤(D)の含有割合は、本発明のレジスト組成物の総質量を基準にして、90質量%以上が好ましく、92質量%以上がより好ましく、94質量%以上がさらに好ましい。また、該溶剤(D)の含有割合は、99.9質量%以下が好ましく、99質量%以下がさらに好ましい。溶剤(D)の含有割合も、固形分の質量を測定する方法と同様に、例えば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分析手段によればよい。 In the resist composition of the present invention containing the solvent (D), the content of the solvent (D) is preferably 90% by mass or more and 92% by mass or more based on the total mass of the resist composition of the present invention. More preferred is 94% by mass or more. The content of the solvent (D) is preferably 99.9% by mass or less, and more preferably 99% by mass or less. The content ratio of the solvent (D) may be determined by analysis means such as chromatography or gas chromatography, as in the method of measuring the mass of the solid content.
本発明のレジスト組成物に成分(F)を含有させる場合、該成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を定めることができる。 When the component (F) is contained in the resist composition of the present invention, an appropriate content can be determined according to the type of the component (F).
溶剤(D)を含有する本発明のレジスト組成物は、樹脂(A)、塩(B3)、塩(E2)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、調製できる。 The resist composition of the present invention containing the solvent (D) comprises a resin (A), a salt (B3), a salt (E2) and a solvent (D), and a basic compound (C) or a solvent used as necessary. It can be prepared by mixing each component (F) at a preferred content and then filtering with a filter having a pore size of about 0.2 μm.
<レジストパターンの製造方法>
本発明のレジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法は、
(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。
を含む。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
<Method for producing resist pattern>
A method for producing a resist pattern using the resist composition of the present invention,
(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.
including. Hereinafter, each of the steps shown here is referred to as “step (1)” to “step (5)”.
工程(1)における本発明の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組成物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。かくして基板上に、本発明のレジスト組成物からなる塗布膜が形成される。当該塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、該塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験などを行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本発明のレジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、本発明のレジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成しておいたりすることもできる。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。 The coating of the resist composition of the present invention on the substrate in the step (1) can be performed by a coating apparatus widely used for coating a resist composition for semiconductor microfabrication, such as a spin coater. Thus, a coating film made of the resist composition of the present invention is formed on the substrate. The film thickness of the coating film can be adjusted by variously adjusting the conditions (coating conditions) of the coating apparatus, and by applying an appropriate preliminary experiment, the coating film can be applied to have a desired film thickness. You can choose the conditions. As the substrate before applying the resist composition of the present invention, various substrates to be subjected to fine processing can be selected. In addition, before apply | coating the resist composition of this invention, a board | substrate can be wash | cleaned or an antireflection film can also be formed. For example, a commercially available composition for an organic antireflection film can be used for forming the antireflection film.
工程(2)においては、基板上に塗布された本発明のレジスト組成物、すなわち塗布膜乾燥させる。乾燥する。このような溶剤除去は、例えば、ホットプレートなどの加熱装置を用いた加熱手段(プリベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該塗布膜から溶剤(D)を蒸発させることにより行われる。加熱手段や減圧手段の条件は、本レジスト組成物に含有される溶剤(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、該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1〜1.0×105Pa程度にすればよい。かくして塗布膜から溶剤(D)を除去することにより、該基板上には組成物層が形成される。 In step (2), the resist composition of the present invention applied on the substrate, that is, the coating film is dried. dry. Such solvent removal can be performed by, for example, heating means (pre-baking) using a heating device such as a hot plate, decompressing means using a decompressing device, or a combination of these means, and removing the solvent (D) from the coating film. Is performed by evaporating. The conditions for the heating means and the decompression means are adjusted according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in the heating means (hot plate heating) using a hot plate, What is necessary is just to make surface temperature into the range of about 50-200 degreeC. In the decompression means, after the substrate on which the coating film is formed is sealed in an appropriate decompressor, the internal pressure of the decompressor may be set to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. Thus, by removing the solvent (D) from the coating film, a composition layer is formed on the substrate.
工程(3)は該組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光するものである。この際には、微細加工を実施しようとする所望のパターン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など、種々のものを用いることができる。また、該露光機は液浸露光機であってもよい。なお、ここでいう「露光」とは、これらの放射線を照射することを総称するものである。
上述のとおり、マスクを介して露光することにより、該組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる酸発生剤(塩(B4)及び/又は塩(E1))が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸の作用により、樹脂(A)にある酸分解性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(A)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けていないため、樹脂(A)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。かくして、露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違することとなる。
Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably the composition layer is exposed using an exposure machine. At this time, exposure is performed through a mask corresponding to a desired pattern to be finely processed. As an exposure light source of the exposure machine, an ultraviolet light emitting device such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F 2 laser (wavelength 157 nm), a solid-state laser light source (YAG or Various types of laser light such as a semiconductor laser or the like that converts wavelength of laser light to emit harmonic laser light in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region can be used. The exposure machine may be an immersion exposure machine. In addition, "exposure" here is a general term for irradiating these radiations.
As described above, by exposing through a mask, an exposed portion (exposed portion) and an unexposed portion (unexposed portion) are generated in the composition layer. In the composition layer of the exposed portion, the acid generator (salt (B4) and / or salt (E1)) contained in the composition layer receives an exposure energy to generate an acid. The acid-decomposable group in (A) causes a deprotection reaction, and as a result, the resin (A) in the composition layer of the exposed portion becomes soluble in an alkaline aqueous solution. On the other hand, since the exposure energy is not received in the unexposed area, the resin (A) remains insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution. Thus, the composition layer in the exposed portion and the composition layer in the unexposed portion are significantly different in solubility in the alkaline aqueous solution.
工程(4)においては、露光部で生じうる脱保護基反応を、さらにその進行を促進するための加熱処理が行われる。かかる加熱処理は前記工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段(ポストエキスポジャーベーク)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、該ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がさらに好ましい。 In step (4), a heat treatment for further promoting the progress of the deprotecting group reaction that may occur in the exposed portion is performed. For this heat treatment, the heating means (post exposure bake) using the hot plate shown in the step (2) is employed. In the hot plate heating in step (4), the surface temperature of the hot plate is preferably about 50 to 200 ° C, more preferably about 70 to 150 ° C.
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ものである。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とにより、当該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。該アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液や(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液などが挙げられる。
Step (5) is a step of developing the heated composition layer, and preferably the heated composition layer is developed with a developing device. By contacting the heated composition layer with an aqueous alkali solution, the exposed composition layer is dissolved in the alkaline aqueous solution, and leaving the unexposed composition layer on the substrate, a resist pattern is formed on the substrate. Is manufactured.
The alkaline aqueous solution used here is referred to as “alkaline developer”, and those used in this technical field can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).
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、本発明のレジスト組成物は、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できる。 According to the method for producing a resist pattern including the steps (1) to (5) as described above, the resist composition of the present invention can produce a resist pattern having excellent line edge roughness (LER).
また、工程(1)〜工程(5)を実施した後、製造されたレジストパターンを超純水でリンスし、レジストパターン上に残存した洗浄水を除去することも好ましい。 In addition, after the steps (1) to (5) are performed, it is also preferable to rinse the manufactured resist pattern with ultrapure water and remove the cleaning water remaining on the resist pattern.
<本発明のレジスト組成物の用途>
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として好適である。これらの中でも、本発明のレジスト組成物は、EB照射用又はEUV露光機用のレジスト組成物として特に優れている。
<Uses of resist composition of the present invention>
The resist composition of the present invention is suitable as a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) irradiation, or a resist composition for an EUV exposure machine. It is. Among these, the resist composition of the present invention is particularly excellent as a resist composition for EB irradiation or an EUV exposure machine.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記ないかぎり質量基準である。
以下の実施例において、化合物の構造は、質量分析(LC;Agilent製1100型、MASS;Agilent製LC/MSD型)で確認した。
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型、カラムは”TSKgel Multipore HXL−M”3本、溶媒はテトラヒドロフラン)により求めた値である。
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content and the amount used are based on mass unless otherwise specified.
In the following examples, the structure of the compound was confirmed by mass spectrometry (LC; Agilent 1100 type, MASS; Agilent LC / MSD type).
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type manufactured by Tosoh Corporation, three columns are “TSKgel Multipore HXL-M”, and the solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product.
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
合成例1(塩(B4);B4−1の合成)
式(B4−1−1)で表される化合物5.00部及びジメチルホルムアミド25部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。その後、トリエチルアミン3.87部を滴下し、さらに、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、式(B4−1−2)で表される化合物6.57部をジメチルホルムアミド6.57部に溶解した溶液を、30分かけて滴下し、さらに、23℃で2時間攪拌した。得られた反応混合物に、イオン交換水23.50部及び酢酸エチル140.99部を加え、23℃で30分間攪拌した後、静置・分液し、有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水70.50部を仕込み23℃で30分間攪拌した後、静置・分液し、有機層を回収するという水洗操作をさらに6回繰り返した。得られた有機層を濃縮し、得られた濃縮物に、n−ヘプタン92.20部を添加して攪拌した後、析出物をろ過することにより、式(B4−1−3)で表される塩2.85部を得た。
Synthesis Example 1 (Salt (B4); Synthesis of B4-1)
5.00 parts of a compound represented by the formula (B4-1-1) and 25 parts of dimethylformamide were charged into a reactor and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 3.87 parts of triethylamine was dropped, and the mixture was further stirred at 23 ° C. for 30 minutes. A solution obtained by dissolving 6.57 parts of the compound represented by the formula (B4-1-2) in 6.57 parts of dimethylformamide was added dropwise to the obtained mixture over 30 minutes, and further at 23 ° C. for 2 hours. Stir. To the resulting reaction mixture, 23.50 parts of ion-exchanged water and 140.99 parts of ethyl acetate were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes, then allowed to stand and liquid-separated to recover the organic layer. The recovered organic layer was charged with 70.50 parts of ion-exchanged water and stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then allowed to stand and liquid-separated, and the water washing operation of recovering the organic layer was further repeated 6 times. The obtained organic layer was concentrated. To the obtained concentrate, 92.20 parts of n-heptane was added and stirred, and then the precipitate was filtered, thereby being represented by the formula (B4-1-3). 2.85 parts of a salt was obtained.
式(B4−1−4)で表される化合物を、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成した。
式(B4−1−4)で表される化合物2.99部及びアセトニトリル15.00部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した後、式(III)で表される化合物1.30部を添加した。その後、70℃まで昇温し、同温度で2時間攪拌した。得られた反応混合物を23℃まで冷却した後、不溶物をろ過により除去し、式(III−1)で表される化合物を含む溶液を得た。
この式(III−1)で表される化合物を含む溶液に、式(B4−1−3)で表される化合物2.30部をクロロホルム6.89部に溶解した溶液を添加し、23℃で23時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、得られた濃縮物に、クロロホルム58.47部及び2%シュウ酸水溶液29.24部を仕込み、攪拌・静置・分液を行い、有機層を回収した。回収した有機層にシュウ酸水溶液を添加し、攪拌・静置・分液するというシュウ酸水溶液洗浄操作を2回繰り返した。回収された有機層に、イオン交換水29.24部を仕込み、攪拌・静置・分液するという水洗操作を4回繰り返した。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27.27部に溶解した後、濃縮した。得られた濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル70.00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た後、濃縮することにより、式(B4−1)で表される塩3.58部を得た。これをB4−1とする。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 531.2
The compound represented by the formula (B4-1-4) was synthesized by the method described in JP2008-127367A.
2.99 parts of the compound represented by the formula (B4-1-4) and 15.00 parts of acetonitrile were charged into a reactor, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then the compound 1.30 represented by the formula (III). Parts were added. Then, it heated up to 70 degreeC and stirred at the same temperature for 2 hours. After cooling the obtained reaction mixture to 23 ° C., insoluble matters were removed by filtration to obtain a solution containing the compound represented by the formula (III-1).
A solution prepared by dissolving 2.30 parts of the compound represented by the formula (B4-1-3) in 6.89 parts of chloroform was added to the solution containing the compound represented by the formula (III-1), For 23 hours. After concentrating the obtained reaction mixture, the obtained concentrate was charged with 58.47 parts of chloroform and 29.24 parts of 2% aqueous oxalic acid solution, stirred, allowed to stand, and separated to recover the organic layer. . The oxalic acid aqueous solution washing operation of adding the oxalic acid aqueous solution to the collected organic layer and stirring, standing, and separating was repeated twice. The washing operation of charging 29.24 parts of ion-exchanged water into the collected organic layer and stirring, standing, and separating was repeated 4 times. The obtained organic layer was concentrated, and the resulting concentrate was dissolved in 27.27 parts of acetonitrile and then concentrated. To the obtained concentrate, 70.00 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 3.58 parts of the salt represented by the formula (B4-1). This is designated as B4-1.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 531.2
合成例2(塩(B4);B4−2の合成)
式(B4−2−1)で表される化合物を、特開2006−257078号公報に記載された方法で合成した。
式(B4−2−1)で表される塩19.92部、式(B4−2−2)で表される化合物6.06部及びモノクロロベンゼン100部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。その後、トリフルオロ酢酸1.49部を添加し、反応溶液が還流するまで昇温(125℃程度)し、還流下で2時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮し、得られた濃縮物に、クロロホルム215.10部及びイオン交換水71.70部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置・分液し、有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水71.70部を添加し、23℃で30分間攪拌し、静置・分液するという水洗操作を6回繰り返した。得られた有機層に活性炭2.45部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、アセトニトリル51.75部を添加して溶解し、濃縮した。次に、tert−ブチルメチルエーテル129.30部を加えて攪拌し、上澄液を除去し、濃縮した。続いて、得られた濃縮物に、アセトニトリル40部を添加して溶解し、濃縮した。酢酸エチル131.05部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。最後に、得られた濃縮物に、アセトニトリル30部を添加して溶解し、濃縮した。濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル78.63部を加えて攪拌した後、析出物をろ過することにより、式(B4−2−3)で表される塩15.25部を得た。
Synthesis Example 2 (salt (B4); synthesis of B4-2)
The compound represented by the formula (B4-2-1) was synthesized by the method described in JP-A-2006-257078.
19.92 parts of the salt represented by the formula (B4-2-1), 6.06 parts of the compound represented by the formula (B4-2-2) and 100 parts of monochlorobenzene were charged into the reactor, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Stir for minutes. Thereafter, 1.49 parts of trifluoroacetic acid was added, the temperature was raised until the reaction solution was refluxed (about 125 ° C.), and the mixture was stirred for 2 hours under reflux. The obtained reaction mixture was concentrated, and 215.10 parts of chloroform and 71.70 parts of ion-exchanged water were added to the resulting concentrate, followed by stirring at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and collect | recovered organic layers. 71.70 parts of ion-exchanged water was added to the collected organic layer, and the water washing operation of stirring at 23 ° C. for 30 minutes, standing and separating was repeated 6 times. The obtained organic layer was charged with 2.45 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and filtered. The filtrate was concentrated, and 51.75 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve and concentrate. Next, 129.30 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed and concentrated. Subsequently, 40 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve and concentrate. 131.05 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. Finally, 30 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve and concentrate. To the concentrate, 78.63 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and then the precipitate was filtered to obtain 15.25 parts of the salt represented by the formula (B4-2-3).
式(B4−2−3)で表される塩1.00部、ジメチルホルムアミド10部及び式(B4−2−4)で表される化合物0.40部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。続いて、炭酸カリウム0.11部及びヨウ化カリウム0.03部を添加し、100℃程度まで昇温した後、同温度で12時間攪拌した。得られた反応混合物を23℃まで冷却した後、クロロホルム115.38部及び1%シュウ酸水溶液57.69部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置・分液し、有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水57.69部を仕込み23℃で30分間攪拌した後、静置・分液するという水洗操作を5回繰り返した。得られた有機層に活性炭1.19部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮した。得られた濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル12.50部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。次に、得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮した。得られた濃縮物に、酢酸エチル10.10部を加えて、23℃で12時間攪拌した後、析出物をろ過することにより、式(B4−2)で表される塩0.59部を得た。これをB4−2とする。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 663.3
1.00 part of a salt represented by the formula (B4-2-3), 10 parts of dimethylformamide and 0.40 part of a compound represented by the formula (B4-2-4) were charged into a reactor, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 parts. Stir for minutes. Subsequently, 0.11 part of potassium carbonate and 0.03 part of potassium iodide were added, the temperature was raised to about 100 ° C., and the mixture was stirred at the same temperature for 12 hours. The obtained reaction mixture was cooled to 23 ° C., 115.38 parts of chloroform and 57.69 parts of 1% oxalic acid aqueous solution were added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and collect | recovered organic layers. The recovered organic layer was charged with 57.69 parts of ion-exchanged water and stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then the water washing operation of standing and separating was repeated 5 times. The obtained organic layer was charged with 1.19 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and filtered. The filtrate was concentrated. To the obtained concentrate, 12.50 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. Next, 10 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve and concentrate. To the obtained concentrate, 10.10 parts of ethyl acetate was added and stirred at 23 ° C. for 12 hours, and then the precipitate was filtered to obtain 0.59 parts of the salt represented by the formula (B4-2). Obtained. This is B4-2.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 6633.3
合成例3(塩(B4);B4−3の合成)
式(B4−3)で表される塩を、特開2008−69146号公報に記載された方法で合成した。これをB4−3とする。
Synthesis Example 3 (salt (B4); synthesis of B4-3)
A salt represented by the formula (B4-3) was synthesized by the method described in JP-A-2008-69146. This is designated as B4-3.
合成例4(塩(B4);B4−4の合成)
式(B4−1−4)で表される化合物を、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成した。
式(B4−1−4)で表される化合物2.99部及びアセトニトリル15.00部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した後、式(III)で表される化合物1.30部を添加した。その後、70℃まで昇温し、同温度で2時間攪拌した。得られた反応混合物を23℃まで冷却した後、不溶物をろ過により除去し、式(III−1)で表される化合物を含む溶液を得た。
かくして得られた式(III−1)で表される化合物を含む溶液に、式(B4−4−1)で表される化合物9.19部を加え、23℃で1時間攪拌した。得られた反応混合物に、クロロホルム100部及びイオン交換水50部を仕込み、攪拌・静置・分液を行った。回収された有機層に、イオン交換水50部を仕込み、攪拌・静置・分液するという水洗操作を5回繰り返した。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル50部を添加して溶解し、濃縮した。次に、得られた濃縮物に、酢酸エチル50部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。続いて、得られた濃縮物にtert−ブチルメチルエーテル50部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。最後に、得られた濃縮物をクロロホルムに溶解し、濃縮した。得られた濃縮物を、カラム分取(固定相:メルク製シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1(体積比))することにより、式(B4−4)で表される塩16.84部を得た。これをB4−4とする。
MS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M− 559.2
Synthesis Example 4 (salt (B4); synthesis of B4-4)
The compound represented by the formula (B4-1-4) was synthesized by the method described in JP2008-127367A.
2.99 parts of the compound represented by the formula (B4-1-4) and 15.00 parts of acetonitrile were charged into a reactor, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then the compound 1.30 represented by the formula (III). Parts were added. Then, it heated up to 70 degreeC and stirred at the same temperature for 2 hours. After cooling the obtained reaction mixture to 23 ° C., insoluble matters were removed by filtration to obtain a solution containing the compound represented by the formula (III-1).
To the solution containing the compound represented by the formula (III-1) thus obtained, 9.19 parts of the compound represented by the formula (B4-4-1) was added and stirred at 23 ° C. for 1 hour. To the obtained reaction mixture, 100 parts of chloroform and 50 parts of ion-exchanged water were added, and stirring, standing, and liquid separation were performed. The recovered organic layer was charged with 50 parts of ion exchanged water, and the water washing operation of stirring, standing, and separating was repeated 5 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and filtered. After the filtrate was concentrated, 50 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve and concentrate. Next, 50 parts of ethyl acetate was added to the resulting concentrate and stirred, and the supernatant was removed. Subsequently, 50 parts of tert-butyl methyl ether was added to the obtained concentrate and stirred, and the supernatant was removed. Finally, the obtained concentrate was dissolved in chloroform and concentrated. The obtained concentrate is subjected to column fractionation (stationary phase: Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1 (volume ratio)), and expressed by the formula (B4-4). 16.84 parts of salt were obtained. This is B4-4.
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 559.2
合成例5(塩(B4);B4−5の合成)
式(B4−5)で表される塩を、特開2011−126869号公報に記載された方法で合成した。これをB4−5とする。
Synthesis Example 5 (Salt (B4); Synthesis of B4-5)
A salt represented by the formula (B4-5) was synthesized by the method described in JP2011-126869A. This is designated as B4-5.
合成例6(塩(B4);B4−6の合成)
式(B4−6)で表される塩を、特開2011−46694号公報に記載された方法で合成した。これをB4−6とする。
Synthesis Example 6 (salt (B4); synthesis of B4-6)
A salt represented by the formula (B4-6) was synthesized by the method described in JP2011-46694A. This is designated as B4-6.
合成例7(塩(E1);E1−1の合成)
式(E1−1−1)で表される化合物2.50部、トリエチルアミン2.94部及びテトラヒドロフラン12.50部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合液に、式(E1−1−2)で表される化合物5.29部及びテトラヒドロフラン5.29部の混合溶液を23℃で10分かけて滴下し、さらに、23℃で12時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮し、得られた濃縮物に、酢酸エチル25部及びイオン交換水8.33部を加えて23℃で30分間攪拌し、静置・分液して有機層を回収した。回収された有機層にイオン交換水8.33部を添加し、攪拌・静置・分析するという水洗操作を4回繰り返した。回収された有機層を濃縮することにより、式(E1−1−3)で表される化合物4.42部を得た。
Synthesis Example 7 (salt (E1); synthesis of E1-1)
2.50 parts of a compound represented by the formula (E1-1-1), 2.94 parts of triethylamine and 12.50 parts of tetrahydrofuran were charged into a reactor and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. To the obtained mixed solution, a mixed solution of 5.29 parts of the compound represented by the formula (E1-1-2) and 5.29 parts of tetrahydrofuran was added dropwise at 23 ° C. over 10 minutes, and further, 12 ° C. at 23 ° C. Stir for hours. The obtained reaction mixture is concentrated, and 25 parts of ethyl acetate and 8.33 parts of ion-exchanged water are added to the obtained concentrate, and the mixture is stirred at 23 ° C. for 30 minutes, allowed to stand and liquid-separated to recover the organic layer. did. The water washing operation of adding 8.33 parts of ion-exchanged water to the recovered organic layer and stirring, standing, and analyzing was repeated four times. The recovered organic layer was concentrated to obtain 4.42 parts of a compound represented by the formula (E1-1-3).
式(E1−1−4)で表される化合物2.96部、(E1−1−3)で表される化合物0.82部及びモノクロロベンゼン24.00部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合液に、二安息香酸銅(II)0.03部を添加し、温度を95℃程度まで昇温した後、同温度で30分間攪拌した。得られた反応混合物を、23℃まで冷却し、クロロホルム45部及びイオン交換水11.25部を加えて23℃で30分間攪拌し、静置・分液して有機層を回収した。回収された有機層にイオン交換水11.25部を加え、攪拌・静置・分析するという水洗操作を7回繰り返した。回収した有機層を濃縮し、得られた濃縮物に、tert−ブチルメチルエーテル30.60部を加えて23℃で30分間攪拌した。析出物をろ過することにより、式(E1−1)で表される塩1.86部を得た。これをE1−1とする。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 336.2
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 339.1
A reactor was charged with 2.96 parts of a compound represented by the formula (E1-1-4), 0.82 parts of a compound represented by (E1-1-3) and 24.00 parts of monochlorobenzene at 23 ° C. Stir for 30 minutes. To the resulting mixture, 0.03 part of copper (II) dibenzoate was added and the temperature was raised to about 95 ° C., followed by stirring at the same temperature for 30 minutes. The obtained reaction mixture was cooled to 23 ° C., 45 parts of chloroform and 11.25 parts of ion-exchanged water were added, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, allowed to stand and liquid-separated to recover the organic layer. The washing operation of adding 11.25 parts of ion-exchanged water to the recovered organic layer and stirring, standing, and analyzing was repeated 7 times. The collected organic layer was concentrated, 30.60 parts of tert-butyl methyl ether was added to the resulting concentrate, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. By filtering the precipitate, 1.86 parts of the salt represented by the formula (E1-1) was obtained. This is E1-1.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 336.2
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 339.1
合成例8(塩(E1);E1−2の合成)
式(E1−1)で表される化合物1.00部及びアセトニトリル5.00部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合液に、1N塩酸1.00部を添加し、さらに、23℃で12時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮し、クロロホルム5部、イオン交換水1.25部及び28%アンモニア水0.3部を加えて23℃で30分間攪拌し、静置・分液して有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水1.25部を加えて23℃で30分間攪拌・静置・分液するという水洗操作を10回繰り返した。得られた有機層を濃縮することにより、式(E1−2)で表される塩0.68部を得た。これをE1−2とする。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 236.2
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 339.1
Synthesis Example 8 (Salt (E1); Synthesis of E1-2)
1.00 parts of the compound represented by the formula (E1-1) and 5.00 parts of acetonitrile were charged into a reactor and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. To the obtained mixture, 1.00 part of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was further stirred at 23 ° C. for 12 hours. The obtained reaction mixture was concentrated, 5 parts of chloroform, 1.25 parts of ion exchanged water and 0.3 part of 28% ammonia water were added, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, allowed to stand and liquid-separated, and the organic layer was separated. It was collected. To the collected organic layer, 1.25 parts of ion-exchanged water was added, and the water washing operation of stirring, standing, and separating for 30 minutes at 23 ° C. was repeated 10 times. By concentrating the obtained organic layer, 0.68 parts of the salt represented by the formula (E1-2) was obtained. This is E1-2.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 236.2
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 339.1
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成に使用した化合物(モノマー)を下記に示す。
以下、これらの化合物のその式符号に応じて、「モノマーA」などという。
Synthesis of Resin (A) The compound (monomer) used for the synthesis of resin (A) is shown below.
Hereinafter, these compounds are referred to as “monomer A” or the like depending on their formula symbols.
合成例9〔樹脂A1−1の合成〕
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコにジオキサン72.58部、モノマーB16.0部、モノマーC5.59部、モノマーD2.88部、モノマーE6.92部及びモノマーF17.09部〔モル比;モノマーB:モノマーC:モノマーD:モノマーE:モノマーF=30:14:6:20:30〕を仕込んだ。この溶液に開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.33部及びとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.51部を添加し、73℃で5時間攪拌した。その後、反応混合物をメタノール252部及び水63部の混合溶液に加えて、樹脂を析出させた。得られた樹脂をジオキサン80部に溶解させ、メタノール252部及び水63部の混合溶液に加えて、樹脂を析出させた。この再沈殿操作を再度行い、析出した樹脂を濾取し、さらに減圧乾燥して、重量平均分子量6.2×103の樹脂A1−1 36.3部得た。この樹脂A1−1は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 9 [Synthesis of Resin A1-1]
In a four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer, 72.58 parts of dioxane, 16.0 parts of monomer B, 5.59 parts of monomer C, 2.88 parts of monomer D, 6.92 parts of monomer E, and 17.09 parts of monomer F [molar ratio] Monomer B: monomer C: monomer D: monomer E: monomer F = 30: 14: 6: 20: 30]. To this solution, 0.33 part of azobisisobutyronitrile and 1.51 part of azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators and stirred at 73 ° C. for 5 hours. Thereafter, the reaction mixture was added to a mixed solution of 252 parts of methanol and 63 parts of water to precipitate the resin. The obtained resin was dissolved in 80 parts of dioxane and added to a mixed solution of 252 parts of methanol and 63 parts of water to precipitate the resin. This reprecipitation operation was performed again, and the precipitated resin was collected by filtration and further dried under reduced pressure to obtain 36.3 parts of resin A1-1 having a weight average molecular weight of 6.2 × 10 3 . This resin A1-1 has the following structural units.
合成例10〔樹脂A1−2の合成〕
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコにジオキサンを13.9部仕込み、85℃まで昇温した。そこへモノマーH9.60部、モノマーG4.3部、モノマーA7.00部、モノマーD2.40部〔モル比;モノマーH:モノマーA:モノマーD:モノマーG=50:30:10:10〕及びアゾビスイソブチロニトリル2.0部を、ジオキサン20.9部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。その後85℃を保ったまま6時間攪拌を継続した。冷却した後、この反応混合物を、メタノール211部及び水90部の混合溶液に加えて、樹脂を析出させた。得られた樹脂をメチルイソブチルケトンに溶解し、p−トルエンスルホン酸0.7部及び水70部を加え6時間攪拌した。反応混合物にイオン交換水を加え、攪拌・静置・分液という水洗操作を4回繰り返した後、回収された有機層を、n−ヘプタン300部に注ぎ樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過し、減圧乾燥して、重量平均分子量4.3×103の樹脂20.3部を得た。この樹脂は、次式の構造単位を有するものであり、これを樹脂A1−2とする。
Synthesis Example 10 [Synthesis of Resin A1-2]
13.9 parts of dioxane was charged into a four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer, and the temperature was raised to 85 ° C. Monomer H 9.60 parts, monomer G 4.3 parts, monomer A 7.00 parts, monomer D 2.40 parts [molar ratio; monomer H: monomer A: monomer D: monomer G = 50: 30: 10: 10] and A solution prepared by dissolving 2.0 parts of azobisisobutyronitrile in 20.9 parts of dioxane was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was continued for 6 hours while maintaining 85 ° C. After cooling, this reaction mixture was added to a mixed solution of 211 parts of methanol and 90 parts of water to precipitate the resin. The obtained resin was dissolved in methyl isobutyl ketone, 0.7 parts of p-toluenesulfonic acid and 70 parts of water were added and stirred for 6 hours. Ion exchanged water was added to the reaction mixture, and the water washing operation of stirring, standing, and liquid separation was repeated 4 times, and then the recovered organic layer was poured into 300 parts of n-heptane to precipitate a resin. The precipitated resin was filtered and dried under reduced pressure to obtain 20.3 parts of a resin having a weight average molecular weight of 4.3 × 10 3 . This resin has a structural unit of the following formula, and this is designated as resin A1-2.
合成例11〔樹脂A1−3の合成〕
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート18.9部を仕込み、85℃まで昇温した。そこへモノマーH15.0部、モノマーJ5.81部、モノマーK7.31部、モノマーL1.37部、モノマーI1.63部〔モル比;モノマーH:モノマーJ:モノマーK:モノマーL:モノマーI=50:15:20:5:10〕及びアゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル1.15部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート28.3部に溶解した溶液を2時間かけて滴下した。その後85℃を保ったまま6時間攪拌を継続した。反応溶液を40℃まで冷却した。メタノール327部と水82部との混合溶液を10℃に冷却し、そこへ反応溶液を注ぐことにより、樹脂を析出させた。濾取した樹脂をメチルイソブチルケトン94部に溶解し、p−トルエンスルホン酸0.63部及び水63.0部を加え6時間攪拌した。静置・分液して回収された有機層を、3回程度水洗した後、水洗後の有機層をn−ヘプタン409部に注ぎ樹脂を析出させた。析出した樹脂を濾取し、さらに減圧乾燥して、重量平均分子量7.6×103の樹脂A1−3 22.8部得た。この樹脂A1−3は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 11 [Synthesis of Resin A1-3]
A four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 18.9 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate and heated to 85 ° C. Monomer H 15.0 parts, monomer J 5.81 parts, monomer K 7.31 parts, monomer L 1.37 parts, monomer I 1.63 parts [molar ratio; monomer H: monomer J: monomer K: monomer L: monomer I = 50: 15: 20: 5: 10] and a solution of 1.15 parts of azobis-2,4-dimethylvaleronitrile in 28.3 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added dropwise over 2 hours. Thereafter, stirring was continued for 6 hours while maintaining 85 ° C. The reaction solution was cooled to 40 ° C. A mixed solution of 327 parts of methanol and 82 parts of water was cooled to 10 ° C., and the reaction solution was poured therein to precipitate the resin. The resin collected by filtration was dissolved in 94 parts of methyl isobutyl ketone, and 0.63 part of p-toluenesulfonic acid and 63.0 parts of water were added and stirred for 6 hours. The organic layer recovered by standing and liquid separation was washed with water about three times, and then the washed organic layer was poured into 409 parts of n-heptane to precipitate a resin. The precipitated resin was collected by filtration and further dried under reduced pressure to obtain 22.8 parts of Resin A1-3 having a weight average molecular weight of 7.6 × 10 3 . This resin A1-3 has the following structural units.
合成例12〔樹脂A1−4の合成〕
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート18.9部及びモノマーB4.00部を仕込み、75℃まで昇温した。そこへ、モノマーB12.0部、モノマーM5.50部、モノマーD2.57部、モノマーF12.2部、モノマーE11.8部〔モル比;モノマーB:モノマーM:モノマーD:モノマーF:モノマーE=28:15:5:20:32〕、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル0.61部及びアゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル2.76部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート57.8部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。その後75℃を保ったまま5時間攪拌を継続した。反応溶液を40℃まで冷却した。メタノール594部と水31部との混合溶液を10℃に冷却し、そこへ反応溶液を注ぐことにより、樹脂を析出させた。濾取した樹脂をメタノール313部に添加し、リパルプ操作を3回行った。得られた樹脂を濾取し減圧乾燥して、重量平均分子量7.5×103の樹脂A1−4 36.2部得た。この樹脂A1−4は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 12 [Synthesis of Resin A1-4]
A four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 18.9 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate and 4.00 parts of monomer B, and the temperature was raised to 75 ° C. There, monomer B12.0 parts, monomer M5.50 parts, monomer D2.57 parts, monomer F12.2 parts, monomer E11.8 parts [molar ratio; monomer B: monomer M: monomer D: monomer F: monomer E = 28: 15: 5: 20: 32], 0.61 part of azobis-2,4-dimethylvaleronitrile and 2.76 parts of azobis-2,4-dimethylvaleronitrile to 57.8 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate. The dissolved solution was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was continued for 5 hours while maintaining 75 ° C. The reaction solution was cooled to 40 ° C. A mixed solution of 594 parts of methanol and 31 parts of water was cooled to 10 ° C., and the reaction solution was poured therein to precipitate a resin. The resin collected by filtration was added to 313 parts of methanol, and the repulping operation was performed three times. The obtained resin was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain 36.2 parts of a resin A1-4 having a weight average molecular weight of 7.5 × 10 3 . This resin A1-4 has the following structural units.
実施例1〜15及び比較例1
(レジスト組成物の調製)
表1に示す各成分を混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターでろ過して、レジスト組成物を調製した。
Examples 1 to 15 and Comparative Example 1
(Preparation of resist composition)
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
<酸発生剤>
B4−1:合成例1で得られたB4−1
B4−2:合成例2で得られたB4−2
B4−3:合成例3で得られたB4−3
B4−4:合成例4で得られたB4−4
B4−5:合成例5で得られたB4−5
B4−6:合成例6で得られたB4−6
E1−1:合成例7で得られたE1−1
E1−2:合成例8で得られたE1−2
<樹脂(A)>
A1−1:合成例9で得られたA1−1
A1−2:合成例10で得られたA1−2
A1−3:合成例11で得られたA1−3
A1−4:合成例12で得られたA1−4
<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物C1:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
<溶剤(D)>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 400.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 100.0部
γ−ブチロラクトン 5.0部
<Acid generator>
B4-1: B4-1 obtained in Synthesis Example 1
B4-2: B4-2 obtained in Synthesis Example 2
B4-3: B4-3 obtained in Synthesis Example 3
B4-4: B4-4 obtained in Synthesis Example 4
B4-5: B4-5 obtained in Synthesis Example 5
B4-6: B4-6 obtained in Synthesis Example 6
E1-1: E1-1 obtained in Synthesis Example 7
E1-2: E1-2 obtained in Synthesis Example 8
<Resin (A)>
A1-1: A1-1 obtained in Synthesis Example 9
A1-2: A1-2 obtained in Synthesis Example 10
A1-3: A1-3 obtained in Synthesis Example 11
A1-4: A1-4 obtained in Synthesis Example 12
<Basic compound (C)>
Basic compound C1: tetrabutylammonium hydroxide <solvent (D)>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 400.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 100.0 parts γ-butyrolactone 5.0 parts
(電子線用レジスト組成物としての評価)
シリコンウェハを、ダイレクトホットプレート上にて、ヘキサメチルジシラザンを用いて90℃で60秒処理した。このシリコンウェハに、レジスト組成物を、乾燥後の組成物層の膜厚が0.06μmとなるようにスピンコートした。その後、ダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に示す温度で60秒間プリベークした。組成物層を形成したそれぞれのウェハに、電子線描画機〔(株)日立製作所製の「HL−800D 50keV」を用い、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露光した。
露光後、ホットプレート上にて表1の「PEB」欄に示す温度で60秒間ポストエキスポジャーベークを行い、さらに2.38重量%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。
シリコン基板上のもので現像後のパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
(Evaluation as a resist composition for electron beams)
The silicon wafer was processed at 90 ° C. for 60 seconds using hexamethyldisilazane on a direct hot plate. This silicon wafer was spin-coated with a resist composition so that the thickness of the dried composition layer was 0.06 μm. Then, it prebaked for 60 seconds on the direct hot plate at the temperature shown in the "PB" column of Table 1. Each wafer on which the composition layer was formed was exposed to a line-and-space pattern using an electron beam drawing machine ["HL-800D 50 keV" manufactured by Hitachi, Ltd.] with the exposure amount being changed stepwise.
After the exposure, post-exposure baking was performed for 60 seconds at the temperature shown in the “PEB” column of Table 1 on a hot plate, and paddle development was further performed for 60 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
The developed pattern on the silicon substrate was observed with a scanning electron microscope.
ラインエッジラフネス評価(LER):80nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で露光して製造されたレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、ラインエッジラフネスを求めた。その結果を表2に示す。 Line Edge Roughness Evaluation (LER): The wall surface of the resist pattern produced by exposing with an exposure amount at which an 80 nm line and space pattern is 1: 1 was observed with a scanning electron microscope to obtain line edge roughness. The results are shown in Table 2.
実施例16
実施例1で調製したレジスト組成物と同じものを用い、EUV用レジスト組成物としての評価を行った。
Example 16
The same resist composition prepared in Example 1 was used for evaluation as a resist composition for EUV.
(EUV用レジスト組成物としての評価)
シリコンウェハを、ダイレクトホットプレート上にて、ヘキサメチルジシラザンを用いて90℃で60秒処理した。このシリコンウェハに、実施例1のレジスト組成物を乾燥後の組成物層の膜厚が0.05μmとなるようにスピンコートした。
その後、ダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に示す温度で60秒間プリベークした。組成物層を形成したウェハに、EUV露光機を用い、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露光した。
露光後、ホットプレート上にて表1の「PEB」欄に示す温度で60秒間ポストエキスポジャーベークを行い、さらに2.38重量%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。
(Evaluation as a resist composition for EUV)
The silicon wafer was processed at 90 ° C. for 60 seconds using hexamethyldisilazane on a direct hot plate. The silicon wafer was spin-coated with the resist composition of Example 1 so that the thickness of the composition layer after drying was 0.05 μm.
Then, it prebaked for 60 seconds on the direct hot plate at the temperature shown in the "PB" column of Table 1. The wafer on which the composition layer was formed was exposed to a line and space pattern using an EUV exposure machine while changing the exposure amount stepwise.
After the exposure, post-exposure baking was performed for 60 seconds at the temperature shown in the “PEB” column of Table 1 on a hot plate, and paddle development was further performed for 60 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
ラインエッジラフネス評価(LER):50nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で露光した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、ラインエッジラフネスを求めた。その結果を表3に示す。 Line Edge Roughness Evaluation (LER): The wall surface of the resist pattern after the lithography process exposed with an exposure amount at which a 50 nm line and space pattern is 1: 1 was observed with a scanning electron microscope to obtain line edge roughness. The results are shown in Table 3.
本発明のレジスト組成物を用いれば、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。そのため、本発明のレジスト組成物は半導体の微細加工などに極めて有用である。 If the resist composition of this invention is used, the resist pattern which has the outstanding line edge roughness (LER) can be manufactured. Therefore, the resist composition of the present invention is extremely useful for fine processing of semiconductors.
Claims (8)
式(B4)
[式(B4)中、
A+は、酸分解性基及び窒素原子を有さない有機カチオンを表す。
Xa −は、酸分解性基を有し、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
で表される塩(B)と、
式(E1)
[式(E1)中、
ANは窒素原子を有する有機カチオンを表す。
X−は、窒素原子を有さない有機スルホン酸アニオンを表す。]
で表される塩(E1)と
を含有するレジスト組成物。 A resin (A) having an acid-decomposable group;
Formula (B4)
[In the formula (B4),
A + represents an acid-decomposable group and an organic cation having no nitrogen atom.
X a - has an acid-decomposable group, it represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
A salt (B) represented by:
Formula (E1)
[In the formula (E1),
A N represents an organic cation having a nitrogen atom.
X - represents an organic sulfonate anion having no nitrogen atom. ]
The resist composition containing the salt (E1) represented by these.
[式(b4−1)中、
Xb1は窒素原子を有さない酸分解性基を表す。
Q1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。
Lb1は、窒素原子を有さない2価の連結基を表す。]
[式(b4−2)中、
Xbは、窒素原子を有さない酸分解性基を表す。
m4は1又は2の整数を表し、m4が2であるとき、2つ存在するXbは同一又は相異なる。] The resist composition according to claim 1, wherein X a − in the formula (B4) is an organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1) or (b4-2).
[In the formula (b4-1),
Xb1 represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom.
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent linking group having no nitrogen atom. ]
[In the formula (b4-2)
Xb represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom.
m4 represents an integer of 1 or 2, and when m4 is 2, two existing Xb are the same or different. ]
[式(b4−1−A)中、
Q1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。
Lb1''及びLb1'は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1〜17の2価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。
Yb1は、炭素数1〜5のアルキル基を有していてもよいフェニレン基又は単結合を表す。
Xbは、窒素原子を有さない酸分解性基を表す。] The resist composition according to claim 3, wherein the organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1) is an organic sulfonate anion represented by the formula (b4-1-A).
[In the formula (b4-1-A),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 ″ and L b1 ′ each independently represent a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group is , Oxygen atom or carbonyl group may be substituted.
Y b1 represents a phenylene group or a single bond that may have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Xb represents an acid-decomposable group having no nitrogen atom. ]
[式(e1−1)中、
Re1及びRe2はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基又は炭素数2〜5のアシル基を表す。
式(e1−2)中、
Re3は、ヒドロキシ基又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキ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。
Re4及びRe6は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
m7は、0〜3の整数を表す。m8及びm9はそれぞれ独立に、1又は2を表す。
m7が2又は3であるとき、複数存在するRe3は同一又は相異なる。
m8が2であるとき、2つ存在するRe4は同一又は相異なる。
m9が2であるとき、2つ存在するRe6は同一又は相異なる。
Re5は、水素原子又は炭素数1〜12のアルキル基を表し、該アルキ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。
m10は、0又は1を表す。]
式(e1−3)中、
Re7、Re8及びRe9(Re7〜Re9)はそれぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、又は式(e1−4)
(式(e1−4)中、
Re10及びRe11はそれぞれ独立に、炭素数1〜20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。Re10及びRe11が互いに結合し、これらが結合する窒素原子とともに環を形成してもよい。
該アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。
Le1は、炭素数1〜5の2価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もよい。)
で表される基であり、Re7〜Re9のうち少なくとも1つは式(e1−4)で表される基である。該アルキル基、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は3〜18の脂環式炭化水素基で置換されてもよい。] The A N + in the formula (E1) is an organic cation represented by any one of the formula (e1-1), the formula (e1-2), and the formula (e1-3). The resist composition as described.
[In the formula (e1-1),
R e1 and R e2 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. .
In formula (e1-2),
R e3 represents a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
R e4 and R e6 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
m7 represents an integer of 0 to 3. m8 and m9 each independently represent 1 or 2.
When m7 is 2 or 3, a plurality of R e3 are the same or different.
When m8 is 2, two R e4 are the same or different.
When m9 is 2, two R e6 are the same or different.
R e5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
m10 represents 0 or 1. ]
In formula (e1-3),
R e7 , R e8 and R e9 (R e7 to R e9 ) are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms. Hydrocarbon group or formula (e1-4)
(In the formula (e1-4),
R e10 and R e11 each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. R e10 and R e11 may be bonded to each other and form a ring together with the nitrogen atom to which they are bonded.
The hydrogen atom contained in the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an alicyclic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a hydrocarbon group.
L e1 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. )
And at least one of R e7 to R e9 is a group represented by the formula (e1-4). The hydrogen atom contained in the alkyl group, the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aliphatic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a cyclic hydrocarbon group. ]
式(a1−1)で表される構造単位、又は式(a1−2)で表される構造単位を有する樹脂である請求項1〜6のいずれか記載のレジスト組成物。
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、互いに独立に、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、互いに独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、互いに独立に、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。] The resin (A) is
The resist composition according to claim 1, which is a resin having a structural unit represented by formula (a1-1) or a structural unit represented by formula (a1-2).
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group. Represent.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 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. ]
(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 1-7 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer;
(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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