JP2020086439A - Resist composition and method for forming resist pattern - Google Patents

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Abstract

To provide a resist composition from which a pattern having good etching durability and a good profile can be formed, and a method for forming a resist pattern using the resist composition.SOLUTION: The resist composition comprises a base component (A) the solubility of which with a developer changes by an action of an acid, and a dissolution inhibitor (Z) that suppresses dissolution with a developer. The dissolution inhibitor (Z) comprises a compound (Z1) having a mass average molecular weight of 3000 or less and having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule, and a compound (Z2) having a mass average molecular weight of 3000 or less and represented by general formula (z2) below. In the formula, Ris an acid dissociable group; Ris a hydrogen atom or an organic group; n1 is an integer of 1 to 6; and n2 is an integer of 0 to 5, where n1+n2=6.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、レジスト組成物及びレジストパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a resist composition and a resist pattern forming method.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。レジスト膜の露光部が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、レジスト膜の露光部が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザー光や、ArFエキシマレーザー光を用いた半導体素子の量産が行われている。また、これらのエキシマレーザー光より短波長(高エネルギー)のEUV(極端紫外線)や、EB(電子線)、X線などについても検討が行われている。
In the lithographic technique, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, the resist film is selectively exposed, and a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film. The process of doing is performed. A resist material in which the exposed portion of the resist film changes to a characteristic that dissolves in a developing solution is called a positive type, and a resist material in which the exposed portion of the resist film changes to a characteristic that does not dissolve in a developing solution is called a negative type.
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, pattern miniaturization is rapidly progressing due to advances in lithography technology. As a method of miniaturization, generally, the wavelength of the exposure light source is shortened (increased in energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but nowadays, mass production of semiconductor devices using KrF excimer laser light or ArF excimer laser light is being carried out. .. Further, EUV (extreme ultraviolet ray), EB (electron beam), X-ray, etc. having a shorter wavelength (high energy) than these excimer laser beams are also being studied.

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、従来、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
例えば上記現像液がアルカリ現像液(アルカリ現像プロセス)の場合、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(ベース樹脂)と酸発生剤成分とを含有するものが一般的に用いられている。かかるレジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤成分から酸が発生し、該酸の作用によりベース樹脂の極性が増大して、レジスト膜の露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。そのためアルカリ現像することにより、レジスト膜の未露光部がパターンとして残るポジ型パターンが形成される。
一方で、このような化学増幅型レジスト組成物を、有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いた溶剤現像プロセスに適用した場合、ベース樹脂の極性が増大すると相対的に有機系現像液に対する溶解性が低下するため、レジスト膜の未露光部が有機系現像液により溶解、除去されて、レジスト膜の露光部がパターンとして残るネガ型のレジストパターンが形成される。このようにネガ型のレジストパターンを形成する溶剤現像プロセスをネガ型現像プロセスということがある。
The resist material is required to have lithographic characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern having a fine dimension.
As a resist material satisfying such requirements, conventionally, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component which generates an acid upon exposure to light. Is used.
For example, when the developing solution is an alkaline developing solution (alkali developing process), as a positive chemically amplified resist composition, a resin component (base resin) whose solubility in an alkaline developing solution increases due to the action of an acid and an acid generation Those containing a drug component are generally used. When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of forming a resist pattern, an acid is generated from the acid generator component in the exposed portion, and the action of the acid increases the polarity of the base resin. Then, the exposed portion of the resist film becomes soluble in the alkali developing solution. Therefore, the alkali development forms a positive pattern in which the unexposed portion of the resist film remains as a pattern.
On the other hand, when such a chemically amplified resist composition is applied to a solvent developing process using a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution), when the polarity of the base resin is increased, the organic developing method is relatively performed. Since the solubility in the liquid is lowered, the unexposed portion of the resist film is dissolved and removed by the organic developing solution to form a negative resist pattern in which the exposed portion of the resist film remains as a pattern. The solvent developing process for forming a negative resist pattern in this way is sometimes referred to as a negative developing process.

上述の化学増幅型レジスト組成物においては、レジストパターン形成時にレジスト膜の膜減りを抑制し、レジスト膜の露光部と未露光部の溶解性の差(溶解コントラスト)を向上させるために、現像液に対する溶解性を抑える溶解防止剤を配合することが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 In the above chemically amplified resist composition, in order to suppress the film loss of the resist film at the time of forming the resist pattern and improve the solubility difference (dissolution contrast) between the exposed portion and the unexposed portion of the resist film, a developing solution is used. It is known to add a dissolution inhibitor that suppresses the solubility of the above (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

近年、フォトファブリケーションが精密微細加工技術の主流となっている。フォトファブリケーションとは、前記化学増幅型レジスト組成物を、被加工物表面に塗布してレジスト膜を成膜し、該レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成し、これをマスクとして化学エッチング、電解エッチング、又は電気めっきを主体とするエレクトロフォーミング等を行い、各種の精密部品を製造する加工技術をいう。 In recent years, photofabrication has become the mainstream of precision microfabrication technology. Photofabrication refers to the chemically amplified resist composition, which is applied to the surface of an object to be processed to form a resist film, and a resist pattern having a predetermined shape is formed on the resist film, which is used as a mask for chemical etching. This refers to a processing technique for producing various precision parts by performing electrolytic forming or electroforming mainly including electroplating.

特開2006−328241号公報JP, 2006-328241, A 特開2007−206425号公報JP, 2007-206425, A 特開2008−122932号公報JP, 2008-122932, A

かかるフォトファブリケーションにおいては、用途等に応じて、被加工物表面に、例えば膜厚をミクロンオーダーとするような厚膜レジスト膜を成膜し、レジストパターンを形成してエッチング等が行われる場合がある。例えば、3次元構造デバイス(3次元NAND)の開発においては、厚膜レジストパターンを用いて作製されたセルを縦方向に数十層積層することによってメモリの大容量化を図っている。
本発明者らが検討した結果、従来の溶解防止剤が配合された化学増幅型レジスト組成物を用いてミクロンオーダーの厚膜レジスト膜を成膜し、レジストパターンを形成してエッチングを行った場合、エッチング耐性が不十分な場合があった。一方、溶解防止剤が配合されていない化学増幅型レジスト組成物を用いて厚膜レジスト膜を成膜し、レジストパターンを形成した場合、レジストパターン形成時にレジスト膜の膜減りが発生し、所望の形状を有するパターンが形成できない場合があった。
In such photofabrication, depending on the application, etc., when a thick resist film having a film thickness of, for example, a micron order is formed on the surface of the workpiece, a resist pattern is formed, and etching is performed. There is. For example, in the development of a three-dimensional structure device (three-dimensional NAND), the capacity of the memory is increased by vertically stacking several tens of cells manufactured using a thick film resist pattern.
As a result of examination by the present inventors, when a chemically amplified resist composition containing a conventional dissolution inhibitor is used to form a thick film resist film of micron order, and a resist pattern is formed to perform etching. In some cases, the etching resistance was insufficient. On the other hand, when a thick resist film is formed using a chemically amplified resist composition containing no dissolution inhibitor and a resist pattern is formed, the resist film is reduced during the formation of the resist pattern, and In some cases, a pattern having a shape cannot be formed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のパターンを形成できるレジスト組成物、及び該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist composition having good etching resistance and capable of forming a pattern having a good shape, and a resist pattern forming method using the resist composition. The task is to do.

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第1の態様は、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、現像液に対する溶解性を抑える溶解防止剤(Z)と、を含有し、前記溶解防止剤(Z)は、質量平均分子量が3000以下で、かつ、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(Z1)と、質量平均分子量が3000以下で、かつ、下記一般式(z2)で表される化合物(Z2)と、を含む、レジスト組成物である。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configurations.
That is, the first aspect of the present invention is a resist composition which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution changes by the action of an acid, wherein the solubility in a developing solution changes by the action of an acid. And a dissolution inhibitor (Z) that suppresses solubility in a developing solution, wherein the dissolution inhibitor (Z) has a mass average molecular weight of 3,000 or less, and A resist composition comprising a compound (Z1) having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group and a compound (Z2) having a mass average molecular weight of 3000 or less and represented by the following general formula (z2).

Figure 2020086439
[式中、R 20は酸解離性基である。R 30は水素原子又は有機基である。n1は1〜6の整数であり、n2は0〜5の整数である。ただし、n1+n2=6である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R z 20 is an acid dissociable group. R z 30 is a hydrogen atom or an organic group. n1 is an integer of 1 to 6, and n2 is an integer of 0 to 5. However, n1+n2=6. ]

本発明の第2の態様は、支持体上に、前記レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(i)、前記レジスト膜を露光する工程(ii)、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程(iii)を有する、レジストパターン形成方法である。 A second aspect of the present invention is to provide a step (i) of forming a resist film on the support using the resist composition, a step (ii) of exposing the resist film, and a resist film after the exposure. A method of forming a resist pattern, which comprises a step (iii) of developing to form a resist pattern.

本発明によれば、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のパターンを形成できるレジスト組成物、及び該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resist composition having good etching resistance and capable of forming a pattern having a good shape, and a resist pattern forming method using the resist composition.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」又は「置換基を有してもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH−)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, the term “aliphatic” is defined as a relative concept to aromatic and means a group, compound or the like having no aromaticity.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “halogenated alkyl group” is a group in which a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
The “structural unit” means a monomer unit (monomer unit) that constitutes a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
When describing that "may have a substituent" or "may have a substituent", a hydrogen atom (-H) may be substituted with a monovalent group, and a methylene group (-CH 2 Both the case where -) is substituted with a divalent group are included.
“Exposure” is a concept that includes all radiation irradiation.

「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα0)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。また、置換基(Rα0)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rα0)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルを、α置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
The “structural unit derived from an acrylic ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylic ester.
The term "acrylate ester" is a compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group terminal of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) has been substituted with an organic group.
In the acrylate ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or a group other than a hydrogen atom, and is, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms. An alkyl group etc. are mentioned. In addition, itaconic acid diesters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxy acrylic esters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a group modified with its hydroxyl group are also included. Shall be included. The α-position carbon atom of the acrylic ester is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded, unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylic acid ester. In addition, the acrylic ester and the α-substituted acrylic ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic ester”.

「アクリルアミドから誘導される構成単位」とは、アクリルアミドのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
アクリルアミドは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよく、アクリルアミドのアミノ基の水素原子の一方または両方が置換基で置換されていてもよい。なお、アクリルアミドのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリルアミドのカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリルアミドのα位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたもの(置換基(Rα0))と同様のものが挙げられる。
“A structural unit derived from acrylamide” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of acrylamide.
In acrylamide, a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and one or both hydrogen atoms of an amino group of acrylamide may be substituted with a substituent. The carbon atom at the α-position of acrylamide is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylamide is bound, unless otherwise specified.
As the substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position of acrylamide, the same substituents as those described above as the α-substituent in the α-substituted acrylate (substituent (R α0 )) can be used. Can be mentioned.

「ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。「ヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
The “structural unit derived from hydroxystyrene” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene. The “structural unit derived from a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of the hydroxystyrene derivative.
The term "hydroxystyrene derivative" is intended to include hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As the derivatives thereof, those obtained by substituting the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene, which may be substituted with a hydrogen atom at the α-position, with an organic group; Examples thereof include those in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded to the benzene ring of good hydroxystyrene. The α-position (carbon atom at the α-position) means the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same ones as the substituents at the α-position in the above α-substituted acrylate ester.

「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
The “constituent unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative” means a constituent unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative.
The term “vinyl benzoic acid derivative” includes vinyl benzoic acid in which the α-position hydrogen atom is substituted with another substituent such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, and a derivative thereof. Those derivatives include those obtained by substituting the hydrogen atom of the carboxy group of vinylbenzoic acid, which may have a hydrogen atom at the α-position, with an organic group; the hydrogen atom at the α-position being substituted with a substituent. The benzene ring of vinyl benzoic acid which may be substituted with a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group and the like. The α-position (carbon atom at the α-position) means the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.

「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
The “styrene derivative” is a concept including styrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. Examples of these derivatives include those in which a substituent is bonded to the benzene ring of hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted. The α-position (carbon atom at the α-position) means the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
The "structural unit derived from styrene" and "structural unit derived from styrene derivative" mean a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.

上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
The alkyl group as the α-position substituent is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
The halogenated alkyl group as the α-position substituent is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” is replaced with a halogen atom. Be done. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Specific examples of the hydroxyalkyl group as the α-position substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” are substituted with hydroxyl groups. 1-5 are preferable and, as for the number of the hydroxyl groups in this hydroxyalkyl group, 1 is the most preferable.

本明細書及び本特許請求の範囲において、化学式で表される構造によっては、不斉炭素が存在し、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得るものがある。その場合は一つの化学式でそれら異性体を代表して表す。それらの異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。 In the present specification and claims, depending on the structure represented by the chemical formula, an asymmetric carbon atom may exist, and enantiomers (enantiomers) and diastereoisomers (diastereomers) may exist. In that case, one chemical formula represents these isomers. Those isomers may be used alone or as a mixture.

(レジスト組成物)
本発明の第1の態様に係るレジスト組成物は、露光により酸を発生し、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物である。
かかるレジスト組成物の一実施形態としては、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう)と、現像液に対する溶解性を抑える溶解防止剤(Z)(以下「(Z)成分」ともいう)と、有機溶剤成分(S)(以下「(S)成分」ともいう)と、を含有するレジスト組成物が挙げられる。
(Resist composition)
The resist composition according to the first aspect of the present invention is a resist composition in which an acid is generated by exposure and the solubility in a developing solution is changed by the action of the acid.
As one embodiment of such a resist composition, a base component (A) whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid (hereinafter also referred to as “(A) component”) and a dissolution that suppresses the solubility in a developing solution Examples include resist compositions containing an inhibitor (Z) (hereinafter also referred to as “(Z) component”) and an organic solvent component (S) (hereinafter also referred to as “(S) component”).

本実施形態のレジスト組成物は、g線、i線等の紫外線、KrFエキシマレーザー等の露光光源を用いて露光を行うレジストパターン形成に好適なものである。
また、本実施形態のレジスト組成物は、支持体上に、例えば1〜10μmのレジスト膜を形成するのに適したものであり、特には厚膜のレジスト膜を成膜して行うレジストパターンの形成に好適なものである。ここでいう厚膜とは、厚さ3μm以上の膜をいう。本実施形態のレジスト組成物は、好ましくは厚さが3μm以上の範囲、この範囲のうちでも厚さが3.5μm以上、さらには厚さが4μm以上のレジスト膜を形成するのに好適なものである。
The resist composition of the present embodiment is suitable for forming a resist pattern by performing exposure using an exposure light source such as an ultraviolet ray such as a g-ray or an i-ray or a KrF excimer laser.
Further, the resist composition of the present embodiment is suitable for forming a resist film having a thickness of, for example, 1 to 10 μm on a support, and particularly, a resist pattern formed by forming a thick resist film. It is suitable for formation. The thick film here means a film having a thickness of 3 μm or more. The resist composition of the present embodiment preferably has a thickness of 3 μm or more, and is suitable for forming a resist film having a thickness of 3.5 μm or more, and further having a thickness of 4 μm or more within this range. Is.

かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、該レジスト膜の露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、該レジスト膜の未露光部では(A)成分の現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、該レジスト組成物がポジ型の場合はレジスト膜露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成され、該レジスト組成物がネガ型の場合はレジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型のレジストパターンが形成される。
本明細書においては、レジスト膜露光部が溶解除去されてポジ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をポジ型レジスト組成物といい、レジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をネガ型レジスト組成物という。
本態様のレジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であってもよく、ネガ型レジスト組成物であってもよい。
また、本態様のレジスト組成物は、レジストパターン形成時の現像処理にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像プロセス用であってもよく、該現像処理に有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いる溶剤現像プロセス用であってもよい。
When a resist film is formed using such a resist composition and the resist film is selectively exposed, an acid is generated in the exposed portion of the resist film, and the action of the acid causes the developer of the component (A) to develop. While the solubility of the component (A) in the unexposed portion of the resist film does not change in the unexposed portion of the resist film, there is a difference in solubility in the developing solution between the exposed portion and the unexposed portion. Occurs. Therefore, when the resist film is developed, when the resist composition is a positive type, the exposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a positive type resist pattern, and when the resist composition is a negative type, the resist film is not formed. The exposed portion is dissolved and removed to form a negative resist pattern.
In this specification, a resist composition in which an exposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a positive resist pattern is referred to as a positive resist composition, and an unexposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a negative resist pattern. The resist composition thus prepared is referred to as a negative resist composition.
The resist composition of this embodiment may be a positive resist composition or a negative resist composition.
Further, the resist composition of this embodiment may be for an alkali developing process using an alkali developing solution for the developing treatment at the time of forming a resist pattern, and a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) may be used for the developing treatment. It may be for the solvent development process used.

本態様のレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
本態様のレジスト組成物は、具体的には、(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という)を含有するものであってもよく、(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく、(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
The resist composition of the present embodiment has an acid generating ability to generate an acid upon exposure to light, and the component (A) may generate an acid upon exposure to light, and an additive compounded separately from the component (A). The component may generate an acid upon exposure.
Specifically, the resist composition of this embodiment may include (1) an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as “(B) component”), ( 2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure, (3) The component (A) is a component that generates an acid upon exposure, and further contains a component (B). It may be.
That is, in the cases of the above (2) and (3), the component (A) becomes "a base material component which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution is changed by the action of the acid". When the component (A) is a base material component that generates an acid upon exposure to light and the solubility of the developer changes by the action of the acid, the component (A1) described below generates an acid upon exposure to light, and A polymer compound whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid is preferable. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates an acid upon exposure, a known unit can be used.

かかるレジスト組成物は、上述した中でも上記(1)の場合であるもの、すなわち、(A)成分と(Z)成分とを含有し、さらに、(B)成分を含有する実施形態が特に好ましい。 It is particularly preferable that the resist composition includes the above-mentioned case (1), that is, contains the component (A) and the component (Z) and further contains the component (B).

<(A)成分>
本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である。
本発明において「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすくなる。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下「樹脂」、「高分子化合物」又は「ポリマー」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。
<(A) component>
In the resist composition of the present embodiment, the component (A) is a base component whose solubility in a developing solution changes due to the action of acid.
In the present invention, the "base material component" is an organic compound having a film-forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and, in addition, a nano-level resist pattern is easily formed.
The organic compound used as the base material component is roughly classified into a non-polymer and a polymer.
As the non-polymer, one having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is usually used. Hereinafter, the term "low molecular weight compound" means a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, one having a molecular weight of 1,000 or more is usually used. Hereinafter, the term "resin", "polymer compound" or "polymer" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a polystyrene-equivalent mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used.

本実施形態のレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、アルカリ現像液に可溶性の基材成分(A−2)(以下「(A−2)成分」という)が用いられ、さらに、架橋剤成分が配合される。かかるレジスト組成物は、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸が作用して該(A−2)成分と架橋剤成分との間で架橋が起こり、この結果、アルカリ現像液に対する溶解性が減少(有機系現像液に対する溶解性が増大)する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜を選択的に露光すると、レジスト膜露光部はアルカリ現像液に対して難溶性(有機系現像液に対して可溶性)へ転じる一方で、レジスト膜未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性(有機系現像液に対して難溶性)のまま変化しないため、アルカリ現像液で現像することによりネガ型レジストパターンが形成される。また、このとき有機系現像液で現像することによりポジ型のレジストパターンが形成される。
(A−2)成分の好ましいものとしては、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下「アルカリ可溶性樹脂」という。)が用いられる。
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば特開2000−206694号公報に開示されている、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、またはα−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸のアルキルエステル(好ましくは炭素数1〜5のアルキルエステル)から選ばれる少なくとも一つから誘導される構成単位を有する樹脂;米国特許6949325号公報に開示されている、スルホンアミド基を有するα位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル樹脂またはポリシクロオレフィン樹脂;米国特許6949325号公報、特開2005−336452号公報、特開2006−317803号公報に開示されている、フッ素化アルコールを含有し、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル樹脂;特開2006−259582号公報に開示されている、フッ素化アルコールを有するポリシクロオレフィン樹脂等が、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成できることから好ましい。
なお、前記α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸は、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸のうち、カルボキシ基が結合するα位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸と、このα位の炭素原子にヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基)が結合しているα−ヒドロキシアルキルアクリル酸の一方または両方を示す。
架橋剤成分としては、例えば、膨潤の少ない良好なレジストパターンが形成されやすいことから、メチロール基もしくはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤、又はメラミン系架橋剤などを用いることが好ましい。架橋剤成分の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましい。
When the resist composition of the present embodiment is a "negative resist composition for alkaline development process" that forms a negative resist pattern in an alkali development process, or a "solvent that forms a positive resist pattern in a solvent development process" In the case of the “positive resist composition for development process”, the component (A) is preferably a base component (A-2) soluble in an alkali developing solution (hereinafter referred to as “component (A-2)”). It is used, and a crosslinking agent component is further added. In such a resist composition, for example, when an acid is generated from the component (B) upon exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A-2) and the crosslinking agent component, resulting in alkali development. Solubility in liquid decreases (solubility in organic developer increases). Therefore, in forming a resist pattern, when a resist film obtained by applying the resist composition onto a support is selectively exposed, the exposed portion of the resist film is hardly soluble in an alkali developing solution (in an organic developing solution). However, the unexposed area of the resist film remains soluble in the alkaline developer (hardly soluble in the organic developer) and does not change. Therefore, the negative resist is developed by developing with the alkaline developer. A pattern is formed. Further, at this time, a positive resist pattern is formed by developing with an organic developer.
As the preferable component (A-2), a resin soluble in an alkali developing solution (hereinafter referred to as "alkali-soluble resin") is used.
Examples of the alkali-soluble resin include α-(hydroxyalkyl)acrylic acid or an alkyl ester of α-(hydroxyalkyl)acrylic acid (preferably having 1 to 5 carbon atoms) disclosed in JP-A-2000-206994. A resin having a constitutional unit derived from at least one selected from the group consisting of alkyl esters); a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom having a sulfonamide group, which is disclosed in US Pat. No. 6,949,325, is substituted with a substituent. Acrylic resin or polycycloolefin resin which may be contained; U.S. Pat. No. 6,949,325, JP-A-2005-336452, JP-A-2006-317803. An acrylic resin in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom may be substituted with a substituent; a polycycloolefin resin having a fluorinated alcohol, which is disclosed in JP-A-2006-259582, and the like are preferable with less swelling. It is preferable because a resist pattern can be formed.
It should be noted that the α-(hydroxyalkyl)acrylic acid is an acrylic acid in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and hydrogen is present at the carbon atom at the α-position to which a carboxy group is bonded. One or both of acrylic acid having an atom bonded thereto and α-hydroxyalkylacrylic acid having a hydroxyalkyl group (preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms) bonded to the α-position carbon atom. .
As the cross-linking agent component, for example, an amino-based cross-linking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group, or a melamine-based cross-linking agent is preferably used because a good resist pattern with less swelling is easily formed. . The compounding amount of the crosslinking agent component is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.

本実施形態のレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、酸の作用により極性が増大する基材成分(A−1)(以下「(A−1)成分」という)が用いられる。(A−1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても、良好な現像コントラストを得ることができる。
アルカリ現像プロセスを適用する場合、該(A−1)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりポジ型レジストパターンが形成される。
一方、溶剤現像プロセスを適用する場合、該(A−1)成分は、露光前は有機系現像液に対して溶解性が高く、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が高くなり、有機系現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部は有機系現像液に対して可溶性から難溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ネガ型レジストパターンが形成される。
When the resist composition of the present embodiment is a “positive resist composition for alkaline development process” which forms a positive resist pattern in an alkali development process, or a “solvent which forms a negative resist pattern in a solvent development process” In the case of a “negative resist composition for development process”, the component (A) is preferably a base component (A-1) whose polarity is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A-1)”). ) Is used. By using the component (A-1), the polarity of the base material component changes before and after exposure, so that a good development contrast can be obtained not only in the alkali developing process but also in the solvent developing process.
When an alkali development process is applied, the component (A-1) is poorly soluble in an alkali developing solution before exposure, and, for example, when an acid is generated from the component (B) by exposure, the action of the acid causes The polarity is increased and the solubility in an alkaline developer is increased. Therefore, in forming a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion of the resist film changes from poorly soluble to soluble in an alkali developing solution. On the other hand, since the unexposed portion of the resist film remains sparingly soluble in alkali, a positive resist pattern is formed by alkali development.
On the other hand, when a solvent development process is applied, the component (A-1) has a high solubility in an organic developing solution before exposure, and when an acid is generated from the component (B) by exposure, the action of the acid. This increases the polarity and reduces the solubility in organic developers. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion of the resist film is changed from soluble to slightly soluble in an organic developing solution. While the resist film unexposed area remains soluble, it does not change, so by developing with an organic developer, contrast can be provided between the exposed area and the unexposed area, and the negative resist pattern is formed. It is formed.

本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、前記(A−1)成分であることが好ましい。すなわち、本実施形態のレジスト組成物は、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」、又は、溶剤現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」であることが好ましい。(A)成分には、高分子化合物及び低分子化合物の少なとも一方を用いることができる。
(A)成分が(A−1)成分である場合、(A−1)成分としては、樹脂成分(A1)(以下「(A1)成分」ともいう)を含むものが好ましい。
In the resist composition of this embodiment, as the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the resist composition of this embodiment, the component (A) is preferably the component (A-1). That is, the resist composition of the present embodiment is a “positive resist composition for an alkali developing process” that forms a positive resist pattern in an alkali developing process, or a “solvent developing that forms a negative resist pattern in a solvent developing process. It is preferably a “negative resist composition for process”. As the component (A), at least one of a high molecular compound and a low molecular compound can be used.
When the component (A) is the component (A-1), the component (A-1) preferably contains the resin component (A1) (hereinafter also referred to as “component (A1)”).

・(A1)成分について
(A1)成分は、樹脂成分であり、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)を有する高分子化合物を含むものが好ましい。
(A1)成分としては、構成単位(a1)に加えて、さらに、ヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)を有するものが好ましい。
また、(A1)成分としては、構成単位(a1)に加えて、さらに、スチレン又はその誘導体から誘導される構成単位(st)を有するものも好ましい。
また、(A1)成分は、構成単位(a1)、構成単位(a10)、構成単位(st)以外の構成単位を有してもよい。
Component (A1) The component (A1) is preferably a resin component containing a polymer compound having a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases due to the action of an acid.
As the component (A1), those having a structural unit (a10) containing a hydroxystyrene skeleton in addition to the structural unit (a1) are preferable.
Further, as the component (A1), those having a structural unit (st) derived from styrene or a derivative thereof in addition to the structural unit (a1) are also preferable.
Further, the component (A1) may have a structural unit other than the structural unit (a1), the structural unit (a10) and the structural unit (st).

≪構成単位(a1)≫
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基がより好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
<<Structural unit (a1)>>
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases due to the action of an acid.
The "acid-decomposable group" is an acid-decomposable group capable of cleaving at least a part of the bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid include groups that decompose to form a polar group by the action of an acid.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (-SO 3 H) and the like. Among these, a polar group containing —OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as “OH-containing polar group”) is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is more preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specific examples of the acid-decomposable group include a group in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).

ここで「酸解離性基」とは、(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
Here, the “acid-dissociable group” is a group having an acid-dissociable group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by the action of (i) an acid, Alternatively, (ii) after a part of the bond is cleaved by the action of an acid, a decarboxylation reaction further occurs, whereby the bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group is cleaved. Both groups are obtained groups.
The acid-dissociable group constituting the acid-decomposable group needs to be a group having a lower polarity than the polar group generated by the dissociation of the acid-dissociable group, which allows the acid-dissociable group to act under the action of an acid. When is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid dissociable group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. Due to the increase in polarity, the solubility in the developing solution relatively changes, the solubility increases when the developing solution is an alkaline developing solution, and the solubility changes when the developing solution is an organic developing solution. Decrease.

酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」が挙げられる。
Examples of the acid dissociable group include those which have been proposed as the acid dissociable group of the base resin for the chemically amplified resist composition.
Specifically, “acetal-type acid dissociable group” and “tertiary alkyl ester-type acid dissociable group” described below are proposed as the acid dissociable group of the base resin for the chemically amplified resist composition. Group" and "tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group".

アセタール型酸解離性基:
前記極性基のうちカルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(以下「アセタール型酸解離性基」ということがある。)が挙げられる。
Acetal-type acid-labile group:
Examples of the acid dissociable group that protects a carboxy group or a hydroxyl group among the polar groups include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as “acetal-type acid dissociable group”). There are some cases).

Figure 2020086439
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基である。Ra’は炭化水素基であって、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
Figure 2020086439
[In the formula, Ra′ 1 and Ra′ 2 are a hydrogen atom or an alkyl group. Ra′ 3 is a hydrocarbon group, and Ra′ 3 may combine with either Ra′ 1 or Ra′ 2 to form a ring. ]

式(a1−r−1)中、Ra’及びRa’のうち、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
Ra’又はRa’がアルキル基である場合、該アルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。具体的には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
In the formula (a1-r-1), at least one of Ra′ 1 and Ra′ 2 is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
When Ra′ 1 or Ra′ 2 is an alkyl group, the alkyl group is the same as the alkyl group described as the substituent which may be bonded to the α-position carbon atom in the description of the α-substituted acrylate ester. The same thing is mentioned and a C1-C5 alkyl group is preferable. Specifically, a linear or branched alkyl group is preferably mentioned. More specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and the like. More preferably, a methyl group is particularly preferable.

式(a1−r−1)中、Ra’の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、炭素数が1〜4がより好ましく、炭素数1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
In the formula (a1-r-1), examples of the hydrocarbon group represented by Ra′ 3 include a linear or branched alkyl group and a cyclic hydrocarbon group.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and further preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.

該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、炭素数3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。 The branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.

Ra’が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
When Ra′ 3 is a cyclic hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Ra’の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、炭素数5〜20がより好ましく、炭素数6〜15がさらに好ましく、炭素数6〜12が特に好ましい。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
Ra’における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、炭素数1〜2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
When the cyclic hydrocarbon group of Ra′ 3 is an aromatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring has preferably 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, further preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra′ 3 include a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle; two or more aromatic rings A group in which one hydrogen atom is removed from an aromatic compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); A group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group , Phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.) and the like. The alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom. preferable.

Ra’における環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、−RP1、−RP2−O−RP1、−RP2−CO−RP1、−RP2−CO−ORP1、−RP2−O−CO−RP1、−RP2−OH、−RP2−CN又は−RP2−COOH(以下これらの置換基をまとめて「Ra05」ともいう。)等が挙げられる。
ここで、RP1は、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基である。また、RP2は、単結合、炭素数1〜10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3〜20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6〜30の2価の芳香族炭化水素基である。但し、RP1及びRP2の鎖状飽和炭化水素基、脂肪族環状飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部はフッ素原子で置換されていてもよい。上記脂肪族環状炭化水素基は、上記置換基を1種単独で1つ以上有していてもよいし、上記置換基のうち複数種を各1つ以上有していてもよい。
炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、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、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
炭素数6〜30の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環から水素原子1個を除いた基が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group for Ra′ 3 may have a substituent. As the substituent, for example, -R P1 , -R P2- O-R P1 , -R P2- CO-R P1 , -R P2- CO-OR P1 , -R P2- O-CO-R P1 , -R P2 -OH, (collectively hereinafter these substituents also referred to as "Ra 05".) -R P2 -CN or -R P2 -COOH and the like.
Here, R P1 is a monovalent linear saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic having 6 to 30 carbon atoms. It is a group hydrocarbon group. R P2 is a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a divalent group having 6 to 30 carbon atoms. Is an aromatic hydrocarbon group. However, some or all of the hydrogen atoms contained in the chain saturated hydrocarbon group, the aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group of R P1 and R P2 may be substituted with a fluorine atom. The aliphatic cyclic hydrocarbon group may have one or more of the above-mentioned substituents singly, or may have one or more of each of the above-mentioned substituents.
Examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group and decyl group. ..
Examples of the monovalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group and the like. Monocyclic aliphatic saturated hydrocarbon group; bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.1.13,7]decanyl group , Polycycloaliphatic saturated hydrocarbon groups such as tetracyclo[6.2.1.1.13, 6.02, 7] dodecanyl group and adamantyl group.
Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene and phenanthrene.

Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 When Ra′ 3 is bonded to either Ra′ 1 or Ra′ 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

第3級アルキルエステル型酸解離性基:
上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基が挙げられる。
尚、下記式(a1−r−2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある。
Tertiary alkyl ester type acid dissociable group:
Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects the carboxy group include acid dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-2).
In addition, among the acid dissociable groups represented by the following formula (a1-r-2), a group composed of an alkyl group may be hereinafter referred to as a "tertiary alkyl ester-type acid dissociable group" for convenience. .

Figure 2020086439
[式中、Ra’〜Ra’はそれぞれ炭化水素基であって、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
Figure 2020086439
[In the formula, Ra′ 4 to Ra′ 6 are each a hydrocarbon group, and Ra′ 5 and Ra′ 6 may be bonded to each other to form a ring. ]

Ra’の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。
Ra’における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基(単環式基である脂肪族炭化水素基、多環式基である脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)は、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
Ra’における鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましい。
Ra’、Ra’の炭化水素基としては、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group of Ra′ 4 include a linear or branched alkyl group, a linear or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
A linear or branched alkyl group in Ra' 4 , a cyclic hydrocarbon group (an aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, an aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group, an aromatic hydrocarbon group) Examples of () include the same as Ra' 3 described above.
The chain or cyclic alkenyl group for Ra′ 4 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group for Ra′ 5 and Ra′ 6 include the same as those for Ra′ 3 .

Ra’とRa’とが互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1−r2−1)で表される基、下記一般式(a1−r2−2)で表される基、下記一般式(a1−r2−3)で表される基が好適に挙げられる。
一方、Ra’〜Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1−r2−4)で表される基が好適に挙げられる。
When Ra′ 5 and Ra′ 6 are bonded to each other to form a ring, a group represented by general formula (a1-r2-1) shown below and a group represented by general formula (a1-r2-2) shown below A group represented by general formula (a1-r2-3) shown below is preferable.
On the other hand, when Ra′ 4 to Ra′ 6 are independent hydrocarbon groups that are not bonded to each other, groups represented by general formula (a1-r2-4) shown below are preferred.

Figure 2020086439
[式(a1−r2−1)中、Ra’10は、炭素数1〜10のアルキル基、又は下記一般式(a1−r2−r1)で表される基を示す。Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基を示す。式(a1−r2−2)中、Yaは炭素原子である。Xaは、Yaと共に環状の炭化水素基を形成する基である。この環状の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra01〜Ra03は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基である。この鎖状飽和炭化水素基及び脂肪族環状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra01〜Ra03の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。式(a1−r2−3)中、Yaaは炭素原子である。Xaaは、Yaaと共に脂肪族環式基を形成する基である。Ra04は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。式(a1−r2−4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は水素原子である。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra’14は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。*は結合手を示す(以下同じ)。]
Figure 2020086439
Wherein (a1-r2-1), Ra ' 10 represents a group represented by the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or the following general formula (a1-r2-r1). Ra′ 11 represents a group which forms an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which Ra′ 10 is bonded. In formula (a1-r2-2), Ya is a carbon atom. Xa is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Ya. Some or all of the hydrogen atoms contained in this cyclic hydrocarbon group may be substituted. Ra 01 to Ra 03 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms contained in the chain saturated hydrocarbon group and the aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group may be substituted. Two or more of Ra 01 to Ra 03 may combine with each other to form a cyclic structure. In formula (a1-r2-3), Yaa is a carbon atom. Xaa is a group that forms an aliphatic cyclic group together with Yaa. Ra 04 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. In formula (a1-r2-4), Ra′ 12 and Ra′ 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom. Some or all of the hydrogen atoms contained in the chain saturated hydrocarbon group may be substituted. Ra′ 14 is a hydrocarbon group which may have a substituent. * Indicates a bond (hereinafter the same). ]

Figure 2020086439
[式中、Yaは、第4級炭素原子である。Ra031、Ra032及びRa033は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭化水素基である。但し、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ以上は、少なくとも一つの極性基を有する炭化水素基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, Ya 0 is a quaternary carbon atom. Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are each independently a hydrocarbon group which may have a substituent. However, one or more of Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least one polar group. ]

上記の式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。Ra’10は、炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。 In the above formula (a1-r2-1), the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of Ra′ 10 is the linear or branched alkyl group of Ra′ 3 in the formula (a1-r-1). The groups mentioned are preferred. Ra′ 10 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

前記式(a1−r2−r1)中、Yaは、第4級炭素原子である。すなわち、Ya(炭素原子)に結合する隣の炭素原子が4つである。 In the formula (a1-r2-r1), Ya 0 is a quaternary carbon atom. That is, there are four adjacent carbon atoms bonded to Ya 0 (carbon atom).

前記式(a1−r2−r1)中、Ra031、Ra032及びRa033は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra031、Ra032及びRa033における炭化水素基としては、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。 In the formula (a1-r2-r1), Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are each independently a hydrocarbon group which may have a substituent. The hydrocarbon group for Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 independently includes a linear or branched alkyl group, a linear or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.

Ra031、Ra032及びRa033における、直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
Ra031、Ra032及びRa033における、分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
Ra031、Ra032及びRa033における、鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましい。
The linear alkyl group in Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and further preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The branched alkyl group in Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group, and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.
The chain-like or cyclic alkenyl group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.

Ra031、Ra032及びRa033における、環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Ra031、Ra032及びRa033における、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。 The aromatic hydrocarbon group in Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The carbon number of the aromatic ring is preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle; aromatic containing two or more aromatic rings. A group in which one hydrogen atom is removed from a compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); A group in which one of the hydrogen atoms in the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (for example, benzyl group, phenethyl group) , An arylalkyl group such as a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group) and the like. The alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or the aromatic heterocycle has preferably 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

上記のRa031、Ra032及びRa033で表される炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group represented by Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is substituted, examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.). ), an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group and the like), an alkyloxycarbonyl group and the like.

上記の中でも、Ra031、Ra032及びRa033における、置換基を有していてもよい炭化水素基は、置換基を有していてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。 Among them, the hydrocarbon group optionally having a substituent in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferably a linear or branched alkyl group optionally having a substituent, A linear alkyl group is more preferable.

但し、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ以上は、少なくとも極性基を有する炭化水素基である。
「極性基を有する炭化水素基」とは、炭化水素基を構成するメチレン基(−CH−)を極性基で置換しているもの、又は、炭化水素基を構成する少なくとも1つの水素原子が極性基に置換しているものをいずれも包含する。
かかる「極性基を有する炭化水素基」としては、下記一般式(a1−p1)で表される官能基が好ましい。
However, one or more of Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least a polar group.
The “hydrocarbon group having a polar group” means that a methylene group (—CH 2 —) forming a hydrocarbon group is substituted with a polar group, or at least one hydrogen atom forming a hydrocarbon group is Any of those substituted with a polar group is included.
As the "hydrocarbon group having a polar group", a functional group represented by the following general formula (a1-p1) is preferable.

Figure 2020086439
[式中、Ra07は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基を表す。Ra08は、ヘテロ原子を含む2価の連結基を表す。Ra06は、炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表す。np0は、1〜6の整数である。]
Figure 2020086439
Wherein, Ra 07 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms. Ra 08 represents a divalent linking group containing a hetero atom. Ra 06 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. n p0 is an integer of 1 to 6. ]

前記式(a1−p1)中、Ra07は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基を表す。
Ra07の炭素数は、2〜12であり、炭素数2〜8が好ましく、炭素数2〜6がより好ましく、炭素数2〜4がさらに好ましく、炭素数2が特に好ましい。
Ra07における炭化水素基は、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基が好ましく、鎖状の炭化水素基がより好ましい。
Ra07としては、例えば、エチレン基、プロパン−1,3−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−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;プロパン−1,2−ジイル基、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、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐鎖状アルカンジイル基;シクロブタン−1,3−ジイル基、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;ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、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等挙げられる。
上記の中でも、アルカンジイル基が好ましく、直鎖状アルカンジイル基がより好ましい。
In the formula (a1-p1), Ra 07 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms.
The number of carbon atoms of ra 07 is 2 to 12, 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, 2 carbon atoms being particularly preferred.
The hydrocarbon group for Ra 07 is preferably a chain or cyclic aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a chain hydrocarbon group.
Examples of Ra 07 include ethylene group, propane-1,3-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, etc. A linear alkanediyl group of: propane-1,2-diyl group, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2 -Branched alkanediyl group such as methylbutane-1,4-diyl group; cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1 A cycloalkanediyl group such as a 5,5-diyl group; a multi-group such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, adamantane-1,5-diyl group, adamantane-2,6-diyl group Examples thereof include cyclic divalent alicyclic hydrocarbon groups.
Among the above, an alkanediyl group is preferable, and a linear alkanediyl group is more preferable.

前記式(a1−p1)中、Ra08は、ヘテロ原子を含む2価の連結基を表す。
Ra08としては、例えば、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−等が挙げられる。
これらの中でも、現像液に対する溶解性の点から、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−が好ましく、−O−、−C(=O)−が特に好ましい。
In the formula (a1-p1), Ra 08 represents a divalent linking group containing a hetero atom.
Examples of Ra 08 include -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -O-C(=O)-O-, and -C(=O)-NH-. , -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group and an acyl group), -S-, -S(=O) 2- , -. S(=O) 2- O- and the like can be mentioned.
Among these, -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, and -OC(=O)-O- are preferable from the viewpoint of solubility in a developing solution, and- O- and -C(=O)- are particularly preferable.

前記式(a1−p1)中、Ra06は、炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表す。
Ra06の炭素数は、1〜12であり、現像液に対する溶解性の点から、炭素数1〜8が好ましく、炭素数1〜5がより好ましく、炭素数1〜3がさらに好ましく、炭素数1又は2が特に好ましく、1が最も好ましい。
In the formula (a1-p1), Ra 06 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
The carbon number of Ra 06 is 1 to 12, and from the viewpoint of solubility in a developing solution, 1 to 8 carbon atoms are preferable, 1 to 5 carbon atoms are more preferable, 1 to 3 carbon atoms are further preferable, and carbon number is 1 or 2 is particularly preferable, and 1 is the most preferable.

Ra06における炭化水素基は、鎖状炭化水素基もしくは環状炭化水素基、又は、鎖状と環状とを組み合わせた炭化水素基が挙げられる。
鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group for Ra 06 include a chain hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group, or a hydrocarbon group combining a chain and a ring.
Examples of the chain hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n Examples include -heptyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group and n-dodecyl group.

環状炭化水素基は、脂環式炭化水素基でもよいし、芳香族炭化水素基でもよい。
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、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基等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、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、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、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−エチルフェニル基等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group may be either monocyclic or polycyclic, and the monocyclic alicyclic hydrocarbon group may be, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a methyl group. Examples thereof include cycloalkyl groups such as cyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cycloheptyl group and cyclodecyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a 1-(adamantan-1-yl)alkane-1-yl group, and norbornyl. Group, methylnorbornyl group, isobornyl group and the like.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group and mesityl group. , Biphenyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl group and the like.

Ra06としては、現像液に対する溶解性の点から、鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、直鎖状アルキル基がさらに好ましい。 From the viewpoint of solubility in a developing solution, Ra 06 is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and even more preferably a straight chain alkyl group.

前記式(a1−p1)中、np0は、1〜6の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。 In the formula (a1-p1), n p0 is an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

以下に、少なくとも極性基を有する炭化水素基、の具体例を示す。
以下の式中、*は、第4級炭素原子(Ya)に結合する結合手である。
Specific examples of the hydrocarbon group having at least a polar group are shown below.
In the following formulas, * is a bond that bonds to the quaternary carbon atom (Ya 0 ).

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(a1−r2−r1)中、Ra031、Ra032及びRa033のうち、少なくとも極性基を有する炭化水素基の個数は、1つ以上であるが、レジストパターン形成の際における現像液への溶解性を考慮して適宜決定すればよく、例えば、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ又は2つであることが好ましく、特に好ましくは1つである。 In the above formula (a1-r2-r1), the number of hydrocarbon groups having at least a polar group among Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is 1 or more, but the number of hydrocarbon groups to be applied to the developing solution at the time of forming a resist pattern is not limited. It may be appropriately determined in consideration of the solubility of, for example, one or two of Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferable, and one is particularly preferable.

前記の少なくとも極性基を有する炭化水素基は、極性基以外の置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。 The hydrocarbon group having at least the polar group may have a substituent other than the polar group. Examples of this substituent include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.) and a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

式(a1−r2−1)中、Ra’11(Ra’10が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族環式基)は、式(a1−r−1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。 In the formula (a1-r2-1), Ra′ 11 (an aliphatic cyclic group formed together with the carbon atom to which Ra′ 10 is bonded) is a monocyclic group of Ra′ 3 in the formula (a1-r-1). Alternatively, the groups exemplified as the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group are preferable.

式(a1−r2−2)中、XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基としては、前記式(a1−r−1)中のRa’における環状の1価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基)から水素原子1個以上をさらに除いた基が挙げられる。
XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、上記Ra’における環状の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
式(a1−r2−2)中、Ra01〜Ra03における、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
Ra01〜Ra03における、炭素数3〜20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、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、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基等が挙げられる。
Ra01〜Ra03は、中でも、構成単位(a1)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、水素原子、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基が好ましく、その中でも、水素原子、メチル基、エチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
In formula (a1-r2-2), the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya is a cyclic monovalent hydrocarbon group (aliphatic in Ra′ 3 in formula (a1-r-1) above. A group in which one or more hydrogen atoms are further removed from (hydrocarbon group) is included.
The cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya may have a substituent. Examples of the substituent include the same as the substituent that the cyclic hydrocarbon group for Ra′ 3 may have.
In formula (a1-r2-2), examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and pentyl. Group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group and the like.
Examples of the monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group. Group, cyclododecyl group, and other monocyclic saturated aliphatic hydrocarbon groups; bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.1] .13,7] decanyl group, tetracyclo[6.2.1.13, 6.02,7] dodecanyl group, adamantyl group, and other polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups.
Among them, Ra 01 to Ra 03 are preferably a hydrogen atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, from the viewpoint of easiness of synthesis of the monomer compound that induces the structural unit (a1). Among them, a hydrogen atom, a methyl group and an ethyl group are more preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.

上記Ra01〜Ra03で表される鎖状飽和炭化水素基、又は脂肪族環状飽和炭化水素基が有する置換基としては、例えば、上述のRa05と同様の基が挙げられる。 Examples of the substituent contained in the chain saturated hydrocarbon group represented by Ra 01 to Ra 03 or the aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group include the same groups as Ra 05 described above.

Ra01〜Ra03の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成することにより生じる炭素−炭素二重結合を含む基としては、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基、シクロへキシリデンエテニル基等が挙げられる。これらの中でも、構成単位(a1)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基が好ましい。 Examples of the group containing a carbon-carbon double bond formed by combining two or more of Ra 01 to Ra 03 with each other to form a cyclic structure include, for example, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a methylcyclopentenyl group, and methyl. Examples thereof include a cyclohexenyl group, a cyclopentylideneethenyl group, and a cyclohexylideneethenyl group. Among these, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclopentylideneethenyl group are preferable from the viewpoint of easiness of synthesis of the monomer compound that induces the structural unit (a1).

式(a1−r2−3)中、XaaがYaaと共に形成する脂肪族環式基は、式(a1−r−1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。
式(a1−r2−3)中、Ra04における芳香族炭化水素基としては、炭素数5〜30の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。中でも、Ra04は、炭素数6〜15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ベンゼン又はナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ベンゼンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
In formula (a1-r2-3), the aliphatic cyclic group formed by Xaa together with Yaa is an aliphatic carbon group which is a monocyclic group or polycyclic group of Ra′ 3 in formula (a1-r-1). The groups mentioned as hydrogen groups are preferred.
In formula (a1-r2-3), examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra 04 include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from an aromatic hydrocarbon ring having 5 to 30 carbon atoms. Among them, Ra 04 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene. , A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferable, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene or naphthalene is particularly preferable, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene is the most preferable. preferable.

式(a1−r2−3)中のRa04が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 Examples of the substituent that Ra 04 in the formula (a1-r2-3) may have include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, Bromine atom, etc.), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group and the like.

式(a1−r2−4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は水素原子である。Ra’12及びRa’13における、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、上記のRa01〜Ra03における、炭素数1〜10の1価の鎖状飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。
Ra’12及びRa’13は、中でも、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
上記Ra’12及びRa’13で表される鎖状飽和炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、上述のRa05と同様の基が挙げられる。
In formula (a1-r2-4), Ra′ 12 and Ra′ 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom. Examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra′ 12 and Ra′ 13 include the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 described above. The same as the group can be mentioned. Some or all of the hydrogen atoms contained in the chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
Among them, Ra′ 12 and Ra′ 13 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, further preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group. preferable.
When the chain saturated hydrocarbon group represented by Ra′ 12 and Ra′ 13 above is substituted, examples of the substituent include the same groups as Ra 05 described above.

式(a1−r2−4)中、Ra’14は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra’14における炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。 In the formula (a1-r2-4), Ra′ 14 is a hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the hydrocarbon group for Ra′ 14 include a linear or branched alkyl group or a cyclic hydrocarbon group.

Ra’14における直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn−ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。 The linear alkyl group in Ra′ 14 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 and even more preferably 1 or 2. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.

Ra’14における分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。 The branched chain alkyl group for Ra′ 14 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group, and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.

Ra’14が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
When Ra′ 14 is a cyclic hydrocarbon group, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Ra’14における芳香族炭化水素基としては、Ra04における芳香族炭化水素基と同様のものが挙げられる。中でも、Ra’14は、炭素数6〜15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
Ra’14が有していてもよい置換基としては、Ra04が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra′ 14 include the same as the aromatic hydrocarbon group for Ra 04 . Among them, Ra′ 14 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene. A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferable, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene is particularly preferable, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene is preferable. Most preferred.
Examples of the substituent that Ra′ 14 may have include the same substituents that Ra 04 may have.

式(a1−r2−4)中のRa’14がナフチル基である場合、前記式(a1−r2−4)における第3級炭素原子と結合する位置は、ナフチル基の1位又は2位のいずれであってもよい。
式(a1−r2−4)中のRa’14がアントリル基である場合、前記式(a1−r2−4)における第3級炭素原子と結合する位置は、アントリル基の1位、2位又は9位のいずれであってもよい。
When Ra′ 14 in the formula (a1-r2-4) is a naphthyl group, the position bonded to the tertiary carbon atom in the formula (a1-r2-4) is the 1-position or 2-position of the naphthyl group. It may be either.
When Ra′ 14 in the formula (a1-r2-4) is an anthryl group, the position bonded to the tertiary carbon atom in the formula (a1-r2-4) is 1-, 2- or It may be in 9th place.

前記式(a1−r2−1)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-1) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(a1−r2−2)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-2) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(a1−r2−3)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-3) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(a1−r2−4)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-4) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基:
前記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−3)で表される酸解離性基(以下便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
Tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociative group:
Examples of the acid dissociable group that protects a hydroxyl group among the polar groups include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as “tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group” for convenience. It may be said).

Figure 2020086439
[式中、Ra’〜Ra’はそれぞれアルキル基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, Ra′ 7 to Ra′ 9 are each an alkyl group. ]

式(a1−r−3)中、Ra’〜Ra’は、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3〜7であることが好ましく、炭素数3〜5であることがより好ましく、炭素数3〜4であることが最も好ましい。
In formula (a1-r-3), Ra′ 7 to Ra′ 9 are each preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
The total number of carbon atoms in each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5, and most preferably 3 to 4.

構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位、アクリルアミドから誘導される構成単位、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。 As the structural unit (a1), a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, a structural unit derived from acrylamide, hydroxystyrene or hydroxy At least a part of hydrogen atoms in the hydroxyl group of the structural unit derived from a styrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group, vinylbenzoic acid or a structural unit derived from a vinylbenzoic acid derivative- Examples include structural units in which at least a part of hydrogen atoms in C(=O)-OH are protected by a substituent containing the acid-decomposable group.

構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
かかる構成単位(a1)の好ましい具体例としては、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が挙げられる。
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
Specific preferred examples of the structural unit (a1) include structural units represented by general formula (a1-1) or (a1-2) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na1は、0〜2の整数である。Raは、上記の一般式(a1−r−1)又は(a1−r−2)で表される酸解離性基である。Waはna2+1価の炭化水素基であり、na2は1〜3の整数であり、Raは上記の一般式(a1−r−1)又は(a1−r−3)で表される酸解離性基である。]
Figure 2020086439
[In formula, R is a hydrogen atom, a C1-C5 alkyl group, or a C1-C5 halogenated alkyl group. Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond. n a1 is an integer of 0 to 2. Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-2). Wa 1 is a n a2 +1 monovalent hydrocarbon group, n a2 is an integer from 1 to 3, Ra 2 is represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3) Acid dissociable group. ]

前記式(a1−1)中、Rの炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
In the above formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group or an ethyl group. , Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable from the viewpoint of industrial availability.

前記式(a1−1)中、Vaにおける2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。 In the above formula (a1-1), the divalent hydrocarbon group for Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.

Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状もしくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.

前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましく、炭素数1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2〜10であることが好ましく、炭素数3〜6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms. ..
As the linear aliphatic hydrocarbon group, preferably a linear alkylene group, and specific examples include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], trimethylene [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
The branched-chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, further preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —; —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 — and the like. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基または前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、炭素数3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group in which two hydrogen atoms have been removed from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group having a linear or branched structure. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain-like aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include the same groups as the straight-chain aliphatic hydrocarbon group or the branched-chain aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically, adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
かかる芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜12が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 12 carbon atoms. .. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring included in the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are hetero. Aromatic heterocycles substituted with atoms may be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group). Group in which one of the hydrogen atoms of (1) is substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group). Group in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group in the group) and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

前記式(a1−1)中、Raは、上記式(a1−r−1)又は(a1−r−2)で表される酸解離性基である。 In the formula (a1-1), Ra 1 is an acid dissociable group represented by the formula (a1-r-1) or (a1-r-2).

前記式(a1−2)中、Waにおけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられる。
前記na2+1価は、2〜4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the formula (a1-2), the na 2 +1 valent hydrocarbon group for Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. As the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group Examples thereof include groups in which an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure is combined.
The na 2 +1 valence is preferably 2 to 4 valence, and more preferably 2 or 3 valence.

前記式(a1−2)中、Raは、上記の一般式(a1−r−1)又は(a1−r−3)で表される酸解離性基である。 In the formula (a1-2), Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3).

以下に前記式(a1−1)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-1) are shown below. In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
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Figure 2020086439
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Figure 2020086439
Figure 2020086439

以下に前記式(a1−2)で表される構成単位の具体例を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-2) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(A1)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよく2種以上でもよい。
構成単位(a1)としては、KrFによるリソグラフィーでの特性(感度、CDU、形状等)をより高められやすいことから、前記式(a1−1)で表される構成単位がより好ましい。
この中でも、構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−1−1)で表される構成単位を含むものが特に好ましい。
The structural unit (a1) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
As the structural unit (a1), the structural unit represented by the above formula (a1-1) is more preferable because the characteristics (sensitivity, CDU, shape, etc.) in lithography by KrF can be more easily enhanced.
Among these, as the structural unit (a1), those containing a structural unit represented by the following general formula (a1-1-1) are particularly preferable.

Figure 2020086439
[式中、Ra”は、一般式(a1−r2−1)、(a1−r2−3)又は(a1−r2−4)で表される酸解離性基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, Ra 1 ″ is an acid-labile group represented by general formula (a1-r2-1), (a1-r2-3), or (a1-r2-4).]

前記式(a1−1−1)中、R、Va及びna1は、前記式(a1−1)中のR、Va及びna1と同様である。
一般式(a1−r2−1)、(a1−r2−3)又は(a1−r2−4)で表される酸解離性基についての説明は、上述の通りである。
In the formula (a1-1-1), R, Va 1 and n a1 is, R in the formula (a1-1), the same as Va 1 and n a1.
The description of the acid dissociable group represented by formula (a1-r2-1), (a1-r2-3) or (a1-r2-4) is as described above.

(A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1〜80モル%が好ましく、5〜70モル%がより好ましく、10〜60モル%がさらに好ましい。
構成単位(a1)の割合を下限値以上とすることによって、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。また、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The proportion of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 1 to 80 mol%, and more preferably 5 to 70 mol%, based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). More preferably, 10-60 mol% is still more preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a1) to be at least the lower limit value, lithography properties such as sensitivity, resolution, and roughness improvement are improved. When it is at most the upper limit value, it can be balanced with other structural units, and various lithographic properties will be good.

≪ヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ヒドロキシスチレン骨格を含む構成単位(a10)を有するものが好ましい。
かかる構成単位(a10)としては、例えば、下記一般式(a10−1)で表される構成単位が好適に挙げられる。
<<Structural Unit (a10) Containing Hydroxystyrene Skeleton>>
The component (A1) preferably has a structural unit (a10) containing a hydroxystyrene skeleton in addition to the structural unit (a1).
Suitable examples of the structural unit (a10) include structural units represented by general formula (a10-1) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Yax1は、単結合又は2価の連結基である。Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。nax1は、1〜3の整数である。]
Figure 2020086439
[In formula, R is a hydrogen atom, a C1-C5 alkyl group, or a C1-C5 halogenated alkyl group. Ya x1 is a single bond or a divalent linking group. Wa x1 is a (n ax1 +1) -valent aromatic hydrocarbon group. n ax1 is an integer of 1 to 3. ]

前記式(a10−1)中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。
Rの炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rの炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
In the above formula (a10-1), R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n- Examples thereof include a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group and a neopentyl group. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted with a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable from the viewpoint of industrial availability.

前記式(a10−1)中、Yax1は、単結合又は2価の連結基である。
Yax1における2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基が好適なものとして挙げられる。
In the formula (a10-1), Ya x1 represents a single bond or a divalent linking group.
Preferred examples of the divalent linking group for Ya x1 include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent and a divalent linking group containing a hetero atom.

・置換基を有していてもよい2価の炭化水素基:
Yax1が置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
-A divalent hydrocarbon group which may have a substituent:
When Ya x1 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.

・・Yax1における脂肪族炭化水素基
該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
.. Aliphatic hydrocarbon group in Ya x1 The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.

・・・直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
該直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましく、炭素数1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
該分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2〜10であることが好ましく、炭素数3〜6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
... Linear or branched aliphatic hydrocarbon group The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and carbon. Numbers 1 to 4 are more preferable, and numbers 1 to 3 are most preferable.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, preferably a linear alkylene group, and specific examples include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], trimethylene [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
The branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, further preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —; —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 — and the like. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

前記の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。 The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.

・・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
該構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子2個を除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記の直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、炭素数3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
...Aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure. (A group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, the cyclic fat Examples thereof include a group in which a group hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include the same ones as described above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, and specifically, Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部又は全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group and a carbonyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, Most preferred are methoxy and ethoxy groups.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atom.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, a part of carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing the hetero atom, -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2- , and -S(=O) 2- O- are preferable.

・・Yax1における芳香族炭化水素基
該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、炭素数5〜20がより好ましく、炭素数6〜15がさらに好ましく、炭素数6〜12が特に好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子2つを除いた基(アリーレン基又はヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子2つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子1つを除いた基(アリール基又はヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記のアリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、炭素数1〜2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
..Aromatic Hydrocarbon Group in Ya x1 The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring has preferably 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, further preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); an aromatic compound containing two or more aromatic rings. A group in which two hydrogen atoms have been removed from (for example, biphenyl, fluorene, etc.); one of the hydrogen atoms in a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (aryl group or heteroaryl group) A group in which one is substituted with an alkylene group (for example, a hydrogen atom from an aryl group in an arylalkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group). Group in which one atom is further removed) and the like. The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。例えば、当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子及びハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
In the aromatic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to the aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
Examples of the alkoxy group, the halogen atom and the halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.

・ヘテロ原子を含む2価の連結基:
Yax1がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとして、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21−、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−、−Y21−O−C(=O)−Y22−または−Y21−S(=O)−O−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
前記のへテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−C(=O)−NH−C(=O)−、−NH−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21−、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−、−Y21−O−C(=O)−Y22−または−Y21−S(=O)−O−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基としての説明で挙げた(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)と同様のものが挙げられる。
21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基又はエチレン基が特に好ましい。
22としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基又はアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基において、m”は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0又は1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。中でも、式−(CHa’−C(=O)−O−(CHb’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
-Divalent linking group containing a hetero atom:
When Ya x1 is a divalent linking group containing a hetero atom, preferable examples of the linking group include —O—, —C(═O)—O—, —C(═O)—, and —O—C. (=O)-O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)-(H may be substituted with a substituent such as an alkyl group and an acyl group. .), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 - C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21 -, - [Y 21 -C (= O) -O] m "-Y 22 -, - Y 21 -O-C ( = O) -Y 22 - or -Y 21 -S (= O) 2 -O-Y 22 - group represented by wherein, Y 21 and Y 22 have independently substituent Is a divalent hydrocarbon group, O is an oxygen atom, and m″ is an integer of 0 to 3. ] Etc. are mentioned.
The divalent linking group containing a hetero atom is -C(=O)-NH-, -C(=O)-NH-C(=O)-, -NH-, -NH-C(=NH. )-, the H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or acyl. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21 -, - [Y 21 - C (= O) -O] m "-Y 22 -, - Y 21 -O-C (= O) -Y 22 - or -Y 21 -S (= O) 2 -O-Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and the divalent hydrocarbon group is mentioned in the description of the divalent linking group. And the same as the (divalent hydrocarbon group which may have a substituent).
As Y 21 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferable. preferable.
As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
Formula - [Y 21 -C (= O ) -O] m "-Y 22 - In the group represented by, m" is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, 0 Or, 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. In other words, the formula - Examples of the group represented by the formula -Y 21 -C (= O) -O -Y 22 - - [Y 21 -C (= O) -O] m "-Y 22 represented by group is particularly preferred among them, the formula -. (CH 2) a ' -C (= O) -O- (CH 2) b' -. in the group represented by the formula in the formula, a 'is from 1 to 10 Is an integer of 1-8, preferably an integer of 1-5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1. b'is an integer of 1-10 and 1-8. An integer is preferable, an integer of 1 to 5 is more preferable, 1 or 2 is further preferable, and 1 is most preferable.

Yax1としては、単結合、エステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、−C(=O)−NH−、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましく、中でも単結合が特により好ましい。 As Ya x1 , a single bond, an ester bond [-C(=O)-O-], an ether bond (-O-), -C(=O)-NH-, a linear or branched alkylene group. , Or a combination thereof, and particularly preferably a single bond.

前記式(a10−1)中、Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。
Wax1における芳香族炭化水素基としては、芳香環から(nax1+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。ここでの芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、炭素数5〜20がより好ましく、炭素数6〜15がさらに好ましく、炭素数6〜12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
In the formula (a10-1), Wa x1 is a (n ax1 +1) -valent aromatic hydrocarbon group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group for Wa x1 include a group obtained by removing (n ax1 +1) hydrogen atoms from an aromatic ring. The aromatic ring here is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The aromatic ring has preferably 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, further preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.

前記式(a10−1)中、nax1は、1〜3の整数であり、1又は2が好ましく、1がより好ましい。 In the formula (a10-1), n ax1 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1.

以下に、前記一般式(a10−1)で表される構成単位の具体例を示す。
下記の式中、Rαは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
Below, the specific example of the structural unit represented by the said general formula (a10-1) is shown.
In the formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(A1)成分が有する構成単位(a10)は、1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a10)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、例えば、1〜90モル%であり、10〜85モル%が好ましく、20〜80モル%がより好ましく、30〜75モル%が特に好ましい。
構成単位(a10)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることにより、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。また、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a10) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a10) is, for example, 1 to 90 mol%, or 10 to 85%, with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). Mol% is preferable, 20-80 mol% is more preferable, 30-75 mol% is especially preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a10) to be not less than the lower limit of the above-mentioned preferable range, lithography properties such as sensitivity, resolution, and roughness improvement are improved. When it is at most the upper limit value, it can be balanced with other structural units, and various lithographic properties will be good.

≪構成単位(a2)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2)(但し、構成単位(a1)に該当するものを除く)を有していてもよい。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基、−SO−含有環式基またはカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。また、構成単位(a2)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
<<Structural unit (a2)>>
The component (A1) is a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group, in addition to the structural unit (a1) (provided that the structural unit (a a1) is excluded).
The lactone-containing cyclic group, -SO 2 -containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a2) adheres to the substrate of the resist film when the component (A1) is used for forming the resist film. It is effective in enhancing the sex. In addition, by having the structural unit (a2), for example, the acid diffusion length is appropriately adjusted, the adhesiveness of the resist film to the substrate is enhanced, and the solubility during development is appropriately adjusted. Etc. will be good.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
構成単位(a2)におけるラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C(═O)— in its ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and a lactone ring alone is referred to as a monocyclic group, and a lactone ring having another ring structure is referred to as a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone-containing cyclic group in the structural unit (a2) is not particularly limited and any one can be used. Specific examples thereof include groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基であり;A”は酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数であり、m’は0または1である。]
Figure 2020086439
[Wherein Ra′ 21 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR”, —OC(═O)R”, a hydroxyalkyl group or a cyano group. There; R "represents a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or -SO 2 - be-containing cyclic group; A" represents an oxygen atom (-O-) or a sulfur atom (- S-) is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain S-), an oxygen atom or a sulfur atom, n'is an integer of 0 to 2, and m'is 0 or 1. ]

前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(−O−)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), the alkyl group for Ra′ 21 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group and a hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
As the alkoxy group for Ra′ 21, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specific examples thereof include groups in which an alkyl group mentioned as the alkyl group in Ra′ 21 and an oxygen atom (—O—) are linked.
Examples of the halogen atom in Ra′ 21 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
'Examples of the halogenated alkyl group for 21, the Ra' Ra part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned it has been substituted with the aforementioned halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.

Ra’21における−COOR”、−OC(=O)R”において、R”はいずれも水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基である。
R”におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、炭素数は1〜15が好ましい。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
R”におけるラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基と同様のものが挙げられる。
R”におけるカーボネート含有環式基としては、後述のカーボネート含有環式基と同様であり、具体的には一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
R”における−SO−含有環式基としては、後述の−SO−含有環式基と同様であり、具体的には一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Ra’21におけるヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
In —COOR″ and —OC(═O)R″ of Ra′ 21 , R″ is any of a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 — containing cyclic group. Is.
The alkyl group for R″ may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 15 carbon atoms.
When R″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Or a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane that may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group; polycycloalkanes such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane From the monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane; and adamantane, norbornane, isobornane, and trigroup. Examples thereof include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from polycycloalkane such as cyclodecane and tetracyclododecane.
Examples of the lactone-containing cyclic group for R″ include the same groups as those represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
The carbonate-containing cyclic group for R″ is the same as the carbonate-containing cyclic group described below, and specifically, the groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. Is mentioned.
The containing cyclic group, -SO 2 below - - -SO 2 in R "are the same as containing cyclic group, specifically the general formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) And the groups respectively represented by.
The hydroxyalkyl group for Ra′ 21 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include a group in which at least one hydrogen atom of the alkyl group for Ra′ 21 is substituted with a hydroxyl group. ..

前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)中、A”における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。 In the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5), the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A″ is a straight chain or branched chain. An alkylene group is preferable, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, etc. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include the terminal or carbon atom of the alkylene group. between atoms -O- or -S- can be mentioned a group intervening, for example, -O-CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2- etc. are mentioned. As A", a C1-C5 alkylene group or -O- is preferable, a C1-C5 alkylene group is more preferable, and a methylene group is the most preferable.

下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of the groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

「−SO−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO−含有環式基は、単環式基であってもよく多環式基であってもよい。
−SO−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO−を含む環式基、すなわち−O−SO−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
−SO−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
And - "-SO 2 containing cyclic group", -SO 2 - within the ring skeleton thereof shows a cyclic group containing a ring containing, in particular, -SO 2 - sulfur atom (S) is in A cyclic group that forms part of the ring skeleton of the cyclic group. A ring containing —SO 2 — in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it is the only ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. Called. The —SO 2 — containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The —SO 2 — containing cyclic group is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, that is, —O—S— in —O—SO 2 — forms a part of the ring skeleton. It is preferably a cyclic group containing a sultone ring to be formed.
Specific examples of the —SO 2 — containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数である。]
Figure 2020086439
[Wherein Ra′ 51 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR”, —OC(═O)R”, a hydroxyalkyl group or a cyano group. R; is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group; and A″ is a carbon that may contain an oxygen atom or a sulfur atom. It is an alkylene group of formulas 1 to 5, an oxygen atom or a sulfur atom, and n′ is an integer of 0 to 2. ]

前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−2)中、A”は、前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)中のA”と同様である。
Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。
In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-2), A″ represents the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5). It is similar to A" in the inside.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR″, —OC(═O)R″ and hydroxyalkyl group for Ra′ 51 are each represented by the general formula (a2-r-1) to (a2-r-1). The same as those mentioned in the description of Ra′ 21 in a2-r-7) can be mentioned.
Specific examples of the groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are shown below. “Ac” in the formula represents an acetyl group.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
カーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —O—C(═O)—O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and when it has only a carbonate ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The carbonate-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group is not particularly limited, and any group can be used. Specific examples include groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、p’は0〜3の整数であり、q’は0または1である。]
Figure 2020086439
[ Wherein Ra′ x31 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR”, —OC(═O)R”, a hydroxyalkyl group or a cyano group. R; is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group; and A″ is a carbon that may contain an oxygen atom or a sulfur atom. It is an alkylene group of formulas 1 to 5, an oxygen atom or a sulfur atom, p'is an integer of 0 to 3, and q'is 0 or 1. ]

前記一般式(ax3−r−2)〜(ax3−r−3)中、A”は、前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)中のA”と同様である。
Ra’ 31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
In the general formulas (ax3-r-2) to (ax3-r-3), A″ represents the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5). It is similar to A" in the inside.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR″, —OC(═O)R″ and hydroxyalkyl group for Ra′ 31 are each represented by the general formula (a2-r-1) to ( The same as those mentioned in the description of Ra′ 21 in a2-r-7) can be mentioned.
Specific examples of the groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

構成単位(a2)としては、なかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
かかる構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)で表される構成単位であることが好ましい。
As the structural unit (a2), a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent is preferable.
The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by general formula (a2-1) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Ya21は単結合または2価の連結基である。La21は−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。Ra21はラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO−含有環式基である。]
Figure 2020086439
[In formula, R is a hydrogen atom, a C1-C5 alkyl group, or a C1-C5 halogenated alkyl group. Ya 21 is a single bond or a divalent linking group. La 21 is -O-, -COO-, -CON(R')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, and R'represents a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is -O-, Ya 21 does not become -CO-. Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group. ]

前記式(a2−1)中、Rは前記と同じである。Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。 In the formula (a2-1), R is the same as above. As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of industrial availability.

前記式(a2−1)中、Ya21の2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適に挙げられる。Ya21における、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基についての説明は、上述の一般式(a10−1)中のYax1における、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基についての説明とそれぞれ同様である。
Ya21としては、単結合、エステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましい。
In the formula (a2-1), the divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, or a divalent linking group containing a hetero atom. And the like are preferable. The description of the divalent hydrocarbon group which may have a substituent and the divalent linking group containing a hetero atom in Ya 21 is the same as the substitution in Ya x1 in the above general formula (a10-1). The same applies to the description of the divalent hydrocarbon group which may have a group and the divalent linking group containing a hetero atom.
Ya 21 is preferably a single bond, an ester bond [—C(═O)—O—], an ether bond (—O—), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. .

前記式(a2−1)中、Ra21はラクトン含有環式基、−SO−含有環式基またはカーボネート含有環式基である。
Ra21におけるラクトン含有環式基、−SO−含有環式基、カーボネート含有環式基としてはそれぞれ、前述した一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基、一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基、一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が好適に挙げられる。
中でも、ラクトン含有環式基または−SO−含有環式基が好ましく、前記一般式(a2−r−1)、(a2−r−2)、(a2−r−6)または(a5−r−1)でそれぞれ表される基がより好ましい。具体的には、前記化学式(r−lc−1−1)〜(r−lc−1−7)、(r−lc−2−1)〜(r−lc−2−18)、(r−lc−6−1)、(r−sl−1−1)、(r−sl−1−18)でそれぞれ表される、いずれかの基がより好ましい。
In the formula (a2-1), Ra 21 represents a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.
The lactone-containing cyclic group, —SO 2 — containing cyclic group, and carbonate-containing cyclic group for Ra 21 are each represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described above. Groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. Are preferred.
Among them, a lactone-containing cyclic group or a —SO 2 — containing cyclic group is preferable, and the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), (a2-r-6) or (a5-r) is used. The groups each represented by -1) are more preferable. Specifically, the chemical formulas (r-lc-1-1) to (r-lc-1-7), (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18), (r- Any group represented by each of lc-6-1), (r-sl-1-1), and (r-sl-1-18) is more preferable.

(A1)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、0〜50モル%であることが好ましく、5〜45モル%であることがより好ましく、10〜40モル%であることがさらに好ましく、10〜30モル%が特に好ましい。
構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) is 0 to 50 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). Is more preferable, 5 to 45 mol% is more preferable, 10 to 40 mol% is still more preferable, and 10 to 30 mol% is particularly preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a2) to the preferable lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and if it is the upper limit value or less, balance with other structural units is achieved. Therefore, various lithographic properties are improved.

≪構成単位(a3)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)、構成単位(a2)に該当するものを除く)を有していてもよい。(A1)成分が構成単位(a3)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する、エッチング耐性を向上させる等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
<<Structural unit (a3)>>
The component (A1) is a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a1) (provided that the structural unit (a1) and the structural unit (a2) are applicable. Other than) may be included. When the component (A1) has the structural unit (a3), for example, the acid diffusion length is appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate is increased, the solubility during development is appropriately adjusted, and the etching resistance is improved. Due to the effects such as improvement, the lithography characteristics and the like are improved.

極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is replaced with a fluorine atom, and the like, and a hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and can be appropriately selected and used from, for example, a large number of proposals for resins for resist compositions for ArF excimer lasers. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably has 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom. Is more preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. Specific examples include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane, and a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclododecane are Industrially preferred.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
また、構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3−1)で表される構成単位、式(a3−2)で表される構成単位、式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
The structural unit (a3) is not particularly limited as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and any unit can be used.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Structural units are preferred.
When the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, the structural unit (a3) is derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid. The constituent units are preferred.
As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit (a3) -2) and the structural unit represented by formula (a3-3) are preferred.

Figure 2020086439
[式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t'is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 1 to 5. And s is an integer of 1 to 3. ]

式(a3−1)中、jは、1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl groups are bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group be bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3rd position of the adamantyl group is particularly preferable.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。 In formula (a3-3), t′ is preferably 1. It is preferable that l is 1. It is preferable that s is 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

(A1)成分が有する構成単位(a3)は、1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜40モル%であることが好ましく、2〜30モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましく、5〜20モル%が特に好ましい。
構成単位(a3)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a3) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a3), it is preferably 1 to 40 mol%, more preferably 2 to 30 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A1). 5 to 25 mol% is more preferable, and 5 to 20 mol% is particularly preferable.
By setting the ratio of the structural unit (a3) to the preferred lower limit or more, the effect of including the structural unit (a3) can be sufficiently obtained, and if the ratio is the upper limit or less, balance with other structural units is achieved. Therefore, various lithographic properties are improved.

≪構成単位(st)≫
(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、スチレン又はその誘導体から誘導される構成単位(st)を有していてもよい。「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換基に置換されたものも含む概念とする。ここでの置換基としてのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が挙げられ、該置換基としてのハロゲン化アルキル基は、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
「スチレン誘導体」としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいスチレンのベンゼン環に置換基が結合したもの等が挙げられる。
なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
(A1)成分が有する構成単位(st)は、1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(st)を有する場合、構成単位(st)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1〜50モル%であることが好ましく、3〜40モル%であることがより好ましい。
≪Structural unit (st)≫
The component (A1) may further have a structural unit (st) derived from styrene or a derivative thereof, in addition to the structural unit (a1). The term “styrene” is a concept including styrene and styrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group. Examples of the alkyl group as the substituent here include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, and examples of the halogenated alkyl group as the substituent include halogenated alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of the “styrene derivative” include those in which a substituent is bonded to the benzene ring of styrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with the substituent.
The α-position (carbon atom at the α-position) means the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
The "structural unit derived from styrene" and "structural unit derived from styrene derivative" mean a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
The structural unit (st) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has a structural unit (st), the proportion of the structural unit (st) is 1 to 50 mol% based on the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). Is preferable, and more preferably 3 to 40 mol %.

≪その他構成単位≫
(A1)成分は、上述した構成単位(a1)、構成単位(a10)、構成単位(a2)、構成単位(a3)、構成単位(st)以外のその他構成単位を有してもよい。
その他構成単位としては、例えば、後述の一般式(a9−1)で表される構成単位(a9)、スチレンから誘導される構成単位、スチレン誘導体から誘導される構成単位(但し、構成単位(a10)に該当するものを除く)、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位などが挙げられる。
≪Other structural units≫
The component (A1) may have a structural unit (a1), a structural unit (a10), a structural unit (a2), a structural unit (a3), and a structural unit other than the structural unit (st) described above.
As the other structural unit, for example, a structural unit (a9) represented by the general formula (a9-1) described later, a structural unit derived from styrene, a structural unit derived from a styrene derivative (however, the structural unit (a10 A), a structural unit containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group, and the like.

構成単位(a9):
構成単位(a9)は、下記の一般式(a9−1)で表される構成単位である。
Structural unit (a9):
The structural unit (a9) is a structural unit represented by general formula (a9-1) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Rは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Ya91は、単結合又は2価の連結基である。Ya92は、2価の連結基である。R91は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。]
Figure 2020086439
[In formula, R is a hydrogen atom, a C1-C5 alkyl group, or a C1-C5 halogenated alkyl group. Ya 91 is a single bond or a divalent linking group. Ya 92 is a divalent linking group. R 91 is a hydrocarbon group which may have a substituent. ]

前記式(a9−1)中、Rは前記と同じである。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
In the formula (a9-1), R is the same as above.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of industrial availability.

前記式(a9−1)中、Ya91における2価の連結基は、上述した一般式(a10−1)中のYax1における2価の連結基と同様のものが挙げられる。中でも、Ya91としては、単結合であることが好ましい。 In the formula (a9-1), examples of the divalent linking group for Ya 91 include the same divalent linking groups for Ya x1 in the general formula (a10-1). Among them, Ya 91 is preferably a single bond.

前記式(a9−1)中、Ya92における2価の連結基は、上述した一般式(a10−1)中のYax1の2価の連結基と同様のものが挙げられる。
Ya92における2価の連結基において、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
また、Ya92における2価の連結基において、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、−C(=S)−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−−Y21、[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。なかでも、−C(=O)−、−C(=S)−が好ましい。
In the formula (a9-1), the divalent linking group for Ya 92 may be the same as the divalent linking group for Ya x1 in the general formula (a10-1).
In the divalent linking group for Ya 92, the divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
Further, in the divalent linking group for Ya 92, the divalent linking group containing a hetero atom includes —O—, —C(═O)—O—, —C(═O)—, and —O—C. (=O)-O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)-(H may be substituted with a substituent such as an alkyl group and an acyl group. .), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O -, - C (= S) -, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C ( = O) -O -, - C (= O) -O - Y 21, [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - or - A group represented by Y 21 —O—C(═O)—Y 22 — [wherein, Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. , O is an oxygen atom, and m′ is an integer of 0 to 3. ] Etc. are mentioned. Among them, -C(=O)- and -C(=S)- are preferable.

前記式(a9−1)中、R91における炭化水素基としては、アルキル基、1価の脂環式炭化水素基、アリール基、アラルキル基などが挙げられる。
91におけるアルキル基は、炭素数1〜8が好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましく、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等が好ましいものとして挙げられる。
91における1価の脂環式炭化水素基は、炭素数3〜20が好ましく、炭素数3〜12がより好ましく、多環式でもよく、単環式でもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
91におけるアリール基は、炭素数6〜18であるものが好ましく、炭素数6〜10であるものがより好ましく、具体的にはフェニル基が特に好ましい。
91におけるアラルキル基としては、炭素数1〜8のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキレン基と上記「R91におけるアリール基」とが結合したアラルキル基が特に好ましい。
91における炭化水素基は、当該炭化水素基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されていることが好ましく、当該炭化水素基の水素原子の30〜100%がフッ素原子で置換されていることがより好ましい。なかでも、上述したアルキル基の水素原子の全部がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基であることが特に好ましい。
In the formula (a9-1), examples of the hydrocarbon group for R 91 include an alkyl group, a monovalent alicyclic hydrocarbon group, an aryl group, an aralkyl group, and the like.
The alkyl group for R 91 preferably has 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms, and may be linear or branched. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, and an octyl group.
The monovalent alicyclic hydrocarbon group for R 91 preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, and may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclobutane, cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, and specifically, Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
The aryl group for R 91 preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and particularly preferably a phenyl group.
The aralkyl group for R 91, an alkylene group and the aralkyl group is preferably a bound "aryl group for R 91 ', an alkylene group and aryl group in the" R 91 having 1 to 6 carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms Is more preferable, and an aralkyl group in which an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms and the above "aryl group for R 91 " are bonded is particularly preferable.
The hydrocarbon group for R 91 is preferably such that a part or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms, and 30 to 100% of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with fluorine atoms. Is more preferable. Among them, it is particularly preferable that the above-mentioned alkyl group is a perfluoroalkyl group in which all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

91における炭化水素基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、ハロゲン原子、オキソ基(=O)、水酸基(-OH)、アミノ基(−NH)、−SO−NH等が挙げられる。また、その炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−NH−、−N=、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が挙げられる。
91において、置換基を有する炭化水素基としては、前記の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基が挙げられる。
The hydrocarbon group for R 91 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an oxo group (= O), a hydroxyl group (-OH), a amino group (-NH 2), - SO 2 -NH 2 , and the like. Further, a part of carbon atoms constituting the hydrocarbon group may be replaced with a substituent containing a hetero atom. Examples of the substituent containing the hetero atom include -O-, -NH-, -N=, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2- , -S(=O. ) 2- O- is mentioned.
Examples of the hydrocarbon group having a substituent in R 91 include the lactone-containing cyclic groups represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).

また、R91において、置換基を有する炭化水素基としては、前記の一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基;下記化学式で表される置換アリール基、1価の複素環式基なども挙げられる。 Further, in R 91 , the hydrocarbon group having a substituent is a —SO 2 — containing cyclic group represented by any of the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4); A substituted aryl group represented by a chemical formula, a monovalent heterocyclic group, and the like are also included.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

構成単位(a9)の中でも、下記一般式(a9−1−1)で表される構成単位が好ましい。 Among the structural units (a9), structural units represented by general formula (a9-1-1) shown below are preferable.

Figure 2020086439
[式中、Rは前記と同様であり、Ya91は単結合または2価の連結基であり、R91は置換基を有していてもよい炭化水素基であり、R92は酸素原子又は硫黄原子である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R is as defined above, Ya 91 is a single bond or a divalent linking group, R 91 is a hydrocarbon group which may have a substituent, and R 92 is an oxygen atom or It is a sulfur atom. ]

一般式(a9−1−1)中、Ya91、R91、Rについての説明は前記同様である。また、R92は酸素原子又は硫黄原子である。 In general formula (a9-1-1), the description of Ya 91 , R 91 , and R is the same as above. R 92 is an oxygen atom or a sulfur atom.

以下に、前記式(a9−1)又は一般式(a9−1−1)で表される構成単位の具体例を示す。下記式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (a9-1) or the general formula (a9-1-1) are shown below. In the formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(A1)成分が含有する構成単位(a9)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分が構成単位(a9)を有する場合、構成単位(a9)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1〜40モル%であることが好ましく、3〜30モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましく、10〜20モル%が特に好ましい。
構成単位(a9)の割合を下限値以上とすることにより、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する、エッチング耐性を向上させる等の効果が得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
The structural unit (a9) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a9), the proportion of the structural unit (a9) is from 1 to 40 mol% based on the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). Is more preferable, 3 to 30 mol% is more preferable, 5 to 25 mol% is further preferable, and 10 to 20 mol% is particularly preferable.
By adjusting the ratio of the structural unit (a9) to the lower limit or more, for example, the acid diffusion length is appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate is increased, the solubility during development is appropriately adjusted, and the etching resistance And other effects can be achieved, and various lithographic properties are improved.

構成単位(a4):
構成単位(a4)は、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位である。(A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、構成単位(a4)を有していてもよい。
(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に溶剤現像プロセスの場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により当該レジスト組成物中に酸が発生した際(例えば、後述する(B)成分から酸が発生した際)に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−7)でそれぞれ表される構成単位を例示することができる。
Structural unit (a4):
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group. The component (A1) may further have a structural unit (a4) in addition to the structural unit (a1).
When the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the resist pattern formed is improved. Further, the hydrophobicity of the component (A) is increased. It is considered that the improvement of the hydrophobicity contributes to the improvement of the resolution, the resist pattern shape, etc., especially in the case of the solvent development process.
The “acid non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) is an acid when an acid is generated in the resist composition by exposure (for example, when an acid is generated from the component (B) described below). Is a cyclic group which remains in the structural unit as it is without being dissociated by the action of.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group is preferable. As the cyclic group, many ones conventionally known as those used as a resin component of a resist composition for ArF excimer laser, KrF excimer laser (preferably ArF excimer laser) and the like can be used. ..
Particularly, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include structural units represented by general formulas (a4-1) to (a4-7) shown below.

Figure 2020086439
[式中、Rαは前記と同じである。]
Figure 2020086439
[In the formula, R α is the same as above. ]

(A1)成分が有する構成単位(a4)は、1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜30モル%であることが好ましく、3〜20モル%がより好ましい。
構成単位(a4)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a4)を含有させることによる効果が充分に得られ、一方、好ましい上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (a4) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a4), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1), 3-20 mol% is more preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a4) to the preferred lower limit or more, the effect of containing the structural unit (a4) can be sufficiently obtained, while by setting it to the preferred upper limit or less, other structural units can be obtained. It will be easier to balance.

レジスト組成物が含有する(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A1)成分は、構成単位(a1)を有する高分子化合物(A1−1)(以下「(A1−1)成分」ともいう)を含むものが好ましい。
好ましい(A1−1)成分としては、例えば、構成単位(a1)と構成単位(a10)との繰り返し構造を有する高分子化合物、構成単位(a1)と構成単位(st)との繰り返し構造を有する高分子化合物等が挙げられる。
上記2つの各構成単位の組み合わせに加えて、さらに3つ目又は3つ以上の構成単位として、上記で説明した構成単位を適宜所望の効果に合わせて組み合わせてもよい。3つ以上の構成単位の組み合せとしては、例えば、構成単位(a1)と構成単位(a10)と構成単位(st)との組合せ等が挙げられる。
As the component (A1) contained in the resist composition, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (A1) preferably contains the polymer compound (A1-1) having the structural unit (a1) (hereinafter also referred to as “component (A1-1)”).
The preferred component (A1-1) is, for example, a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (a10), or a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (st). Examples thereof include polymer compounds.
In addition to the combination of the above-mentioned two constituent units, the constituent units described above may be combined appropriately as a third or three or more constituent units in accordance with a desired effect. Examples of the combination of three or more constituent units include a combination of the constituent unit (a1), the constituent unit (a10), and the constituent unit (st).

かかる(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを重合溶媒に溶解し、ここに、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチル(たとえばV−601など)等のラジカル重合開始剤を加えて重合することにより製造することができる。あるいは、かかる(A1)成分は、構成単位(a1)を誘導するモノマーと、必要に応じて構成単位(a1)以外の構成単位を誘導するモノマーの前駆体(該モノマーの官能基が保護されたモノマー)と、を重合溶媒に溶解し、ここに、上記のようなラジカル重合開始剤を加えて重合し、その後、脱保護反応を行うことにより製造することができる。尚、重合の際に、例えば、HS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。 The component (A1) dissolves a monomer that induces each structural unit in a polymerization solvent, and initiates radical polymerization of, for example, azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate (for example, V-601). It can be produced by adding an agent and polymerizing. Alternatively, the component (A1) includes a monomer that induces the structural unit (a1) and, if necessary, a precursor of a monomer that induces a structural unit other than the structural unit (a1) (the functional group of the monomer is protected. Monomer) and a monomer are dissolved in a polymerization solvent, the radical polymerization initiator as described above is added thereto to polymerize, and then a deprotection reaction is carried out to produce the compound. At the time of polymerization, for example, by using a combination of chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3) 2 -OH, -C terminated (CF 3) A 2- OH group may be introduced. As described above, the copolymer having a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom is introduced, the development defects are reduced and LER (line edge roughness: uneven unevenness of the line side wall) is obtained. Is effective in reducing

(A1)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、2000〜30000がより好ましく、3000〜20000がさらに好ましい。
(A1)成分のMwがこの範囲の好ましい上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の好ましい下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(A1)成分の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0〜4.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.1〜2.0が特に好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) of the component (A1) is not particularly limited and is preferably 1000 to 50000, more preferably 2000 to 30000, and 3000 to 3000. 20000 is more preferable.
When the Mw of the component (A1) is less than or equal to the preferred upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is more than the preferred lower limit of this range, dry etching resistance and The resist pattern cross-sectional shape is good.
The dispersity (Mw/Mn) of the component (A1) is not particularly limited and is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and particularly preferably 1.1 to 2.0. . In addition, Mn shows a number average molecular weight.

・(A2)成分について
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、前記(A1)成分に該当しない、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(以下「(A2)成分」という。)を併用してもよい。
(A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のものから任意に選択して用いればよい。
(A2)成分は、高分子化合物又は低分子化合物の1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Regarding Component (A2) In the resist composition of the present embodiment, as the component (A), a base component which does not correspond to the component (A1) and whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid (hereinafter referred to as “(A2) ) Component”)) may be used in combination.
The component (A2) is not particularly limited and may be arbitrarily selected from a large number of conventionally known base components for chemically amplified resist compositions.
As the component (A2), one type of polymer compound or low molecular weight compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、高感度化や解像性、ラフネス改善などの種々のリソグラフィー特性に優れたレジストパターンが形成されやすくなる。 The proportion of the component (A1) in the component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 75% by mass or more, and 100% by mass with respect to the total mass of the component (A). May be When the proportion is 25% by mass or more, a resist pattern excellent in various lithographic properties such as high sensitivity, resolution, and roughness improvement can be easily formed.

<(Z)成分>
本実施形態のレジスト組成物において、(Z)成分は、現像液に対する溶解性を抑える溶解防止剤である。
(Z)成分は、質量平均分子量が3000以下で、かつ、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(Z1)(以下「(Z1)成分」ともいう)と、質量平均分子量が3000以下で、かつ、後述する一般式(z2)で表される化合物(Z2)(以下「(Z2)成分」ともいう)と、を含む。
<(Z) component>
In the resist composition of this embodiment, the component (Z) is a dissolution inhibitor that suppresses solubility in a developing solution.
The component (Z) has a mass average molecular weight of 3000 or less, and a compound (Z1) having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule (hereinafter also referred to as “(Z1) component”) and a mass average molecular weight of 3000 or less. And a compound (Z2) represented by the general formula (z2) described later (hereinafter, also referred to as “component (Z2)”).

・(Z1)成分について
(Z1)成分は、質量平均分子量が3000以下で、かつ、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有する化合物であれば特に限定されない。
(Z1)成分の質量平均分子量は、好ましくは150〜3000であり、より好ましくは200〜2500であり、更に好ましくは250〜2000である。
(Z1)成分の質量平均分子量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、基板密着性能が向上する。
Component (Z1) The component (Z1) is not particularly limited as long as it has a mass average molecular weight of 3000 or less and has a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule.
The mass average molecular weight of the component (Z1) is preferably 150 to 3000, more preferably 200 to 2500, and further preferably 250 to 2000.
When the mass average molecular weight of the component (Z1) is at least the lower limit value of the above preferred range, the substrate adhesion performance will be improved.

(Z1)成分としては、下記一般式(z1−1)又は(z1−2)で表される化合物が好ましい。 As the component (Z1), compounds represented by general formula (z1-1) or (z1-2) shown below are preferable.

Figure 2020086439
[式(z1−1)中、V は2価の連結基である。式(z1−2)中、R 10は置換基を有してもよい多環式の脂環式炭化水素基又は置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。n11及びn12は、それぞれ独立に、1〜3の整数である。式(z2−1)中、Rzは、炭化水素基である。n21は1又は2である。n22は2〜5の整数である。ただし、n21+n22≦6である。]
Figure 2020086439
[In formula (z1-1), V z 1 is a divalent linking group. In formula (z1-2), R z 10 is a polycyclic alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. n11 and n12 are each independently an integer of 1 to 3. In formula (z2-1), Rz 2 is a hydrocarbon group. n21 is 1 or 2. n22 is an integer of 2-5. However, n21+n22≦6. ]

前記式(z1−1)中、V の2価の連結基としては、上述した一般式(a10−1)中のYax1における2価の連結基と同様のものが挙げられる。また、V の2価の連結基としては、上述した一般式(a10−1)中のYax1における2価の連結基としての直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部が芳香族炭化水素基で置換された基も挙げられる。 In the formula (Z1-1), as the divalent linking group for V z 1, it is the same as those of the divalent linking group for Ya x1 in general formula (A10-1). Further, the divalent linking group of V z 1 is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group as the divalent linking group of Ya x1 in the general formula (a10-1) described above. Also included are groups in which some of the hydrogen atoms are substituted with aromatic hydrocarbon groups.

「直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部が芳香族炭化水素基で置換された基」における直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基等が挙げられる。
「直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部が芳香族炭化水素基で置換された基」における芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル等の芳香環から水素原子1つを除いた基等が挙げられる。
「直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部が芳香族炭化水素基で置換された基」における芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、アリールアルキル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子及びハロゲン化アルキル基としては、上述した一般式(a10−1)中のYax1における2価の連結基において、環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
前記置換基としてのアリールアルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニル−t−ブチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等が挙げられる。該アリールアルキル基は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、アリールアルキル基等の置換基を有してもよい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group in the “group in which a part of hydrogen atoms constituting the linear or branched aliphatic hydrocarbon group is substituted with an aromatic hydrocarbon group” is , a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], - CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - Examples thereof include alkylmethylene groups such as C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, and -C(CH 2 CH 3 ) 2- .
The aromatic hydrocarbon group in the "group in which a part of hydrogen atoms constituting a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is substituted with an aromatic hydrocarbon group" includes benzene, fluorene, naphthalene and anthracene. , A group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring such as phenanthrene and biphenyl.
The aromatic hydrocarbon group in the "group in which a part of hydrogen atoms constituting the linear or branched aliphatic hydrocarbon group is substituted with an aromatic hydrocarbon group" may have a substituent Good. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group and an arylalkyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
As the alkoxy group, the halogen atom and the halogenated alkyl group as the substituent, the hydrogen atom contained in the cyclic aliphatic hydrocarbon group in the divalent linking group for Ya x1 in the general formula (a10-1) described above. What was illustrated as a substituent which substitutes is mentioned.
Examples of the arylalkyl group as the substituent include a benzyl group, a phenethyl group, a phenyl-t-butyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group and a 2-naphthylethyl group. Be done. The arylalkyl group may have a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group and an arylalkyl group.

前記式(z1−1)で表される化合物としては、下記一般式(z1−1−1)で表される化合物が好ましい。 As the compound represented by the formula (z1-1), a compound represented by the following general formula (z1-1-1) is preferable.

Figure 2020086439
[式中、R 11及びR 12は、それぞれ独立して、水素原子又は置換基を有してもよい炭化水素基である。R 11及びR 12は、相互に結合して環を形成してもよい。n11及びn12は、それぞれ独立に、1〜3の整数である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R z 11 and R z 12 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent. R z 11 and R z 12 may combine with each other to form a ring. n11 and n12 are each independently an integer of 1 to 3. ]

前記式(z1−1−1)中、R 11及びR 12の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基等が挙げられる。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、炭素数1〜4がより好ましく、炭素数1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn−ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、炭素数3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
In the formula (z1-1-1), the hydrocarbon group represented by R z 11 and R z 12 is a linear or branched alkyl group, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or the like. Is mentioned.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and further preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group, and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.

11及びR 12における芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル等の芳香環から水素原子1つを除いた基等が挙げられる。
11及びR 12における芳香族炭化水素基は、置換基を有してもよい。該置換基としては、前記「直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部が芳香族炭化水素基で置換された基」における芳香族炭化水素基が有してもよい置換基と同様である。
Examples of the aromatic hydrocarbon group for R z 11 and R z 12 include groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic ring such as benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, and biphenyl.
The aromatic hydrocarbon group for R z 11 and R z 12 may have a substituent. The substituent has an aromatic hydrocarbon group in the above-mentioned "group in which a part of hydrogen atoms constituting a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is substituted with an aromatic hydrocarbon group". It is the same as the optionally substituted substituent.

前記式(z1−1−1)中、R 11及びR 12は相互に結合して環を形成してもよい。形成される環としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環等の脂肪族環が挙げられる。 In formula (z1-1-1), R z 11 and R z 12 may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring formed include aliphatic rings such as cyclopentane ring, cyclohexane ring, and cycloheptane ring.

前記式(z1−1−1)中、R 11及びR 12は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基若しくは置換基を有してもよい芳香族炭化水素基であるか、又は、R 11及びR 12は相互に結合して脂肪族環を形成することが好ましく、メチル基、フェニル基、若しくは4−(4−ヒドロキシフェニル−t−ブチル)フェニル基であるか、又は、R 11及びR 12は相互に結合してがシクロペンタン環を形成することがより好ましい。 In the formula (z1-1-1), R z 11 and R z 12 are each a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, Alternatively, R z 11 and R z 12 are preferably bonded to each other to form an aliphatic ring, and are a methyl group, a phenyl group, or a 4-(4-hydroxyphenyl-t-butyl)phenyl group, or Alternatively, it is more preferable that R z 11 and R z 12 are bonded to each other to form a cyclopentane ring.

前記式(z1−2)中、Rzの炭化水素基としては、前記式(z1−1−1)中のR 11及びR 12の炭化水素基として例示したものが挙げられる。なかでも、Rzとしては、芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基又はベンジル基がより好ましく、フェニル基が更に好ましい。
前記式(z1−2)中、n21は1又は2であり、1が好ましい。n22は2〜5の整数であり、2又は3が好ましく、2がより好ましい。
Examples of the hydrocarbon group of Rz 2 in the formula (z1-2) include those exemplified as the hydrocarbon groups of R z 11 and R z 12 in the formula (z1-1-1). Among them, Rz 2 is preferably an aromatic hydrocarbon group, more preferably a phenyl group or a benzyl group, and even more preferably a phenyl group.
In the formula (z1-2), n21 is 1 or 2, and 1 is preferable. n22 is an integer of 2 to 5, preferably 2 or 3, and more preferably 2.

前記式(z1−2)で表される化合物としては、下記一般式(z1−2−1)で表される化合物が好ましい。 As the compound represented by the formula (z1-2), a compound represented by the following general formula (z1-2-1) is preferable.

Figure 2020086439
[式中、Rz21及びRz22は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, Rz 21 and Rz 22 are each independently an aromatic hydrocarbon group. ]

前記式(z1−2−1)中、Rzの炭化水素基としては、前記式(z1−1−1)中のR 11及びR 12の炭化水素基として例示したものが挙げられる。なかでも、Rzとしては、フェニル基又はベンジル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。 In the formula (z1-2-1), examples of the hydrocarbon group of Rz 2 include those exemplified as the hydrocarbon groups of R z 11 and R z 12 in the formula (z1-1-1). Among them, Rz 2 is preferably a phenyl group or a benzyl group, more preferably a phenyl group.

以下に、(Z1)成分の具体例を挙げる。 Specific examples of the component (Z1) will be given below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(Z1)成分のその他の具体例としては、特開2008−122932号公報の段落[0158]に記載されている化合物、特開平10−097075号公報の段落[0036]−[0055]に記載されている化合物等が挙げられる。 Other specific examples of the component (Z1) are described in JP-A 2008-122932, paragraph [0158], and JP-A 10-097075, paragraphs [0036]-[0055]. And the like.

レジスト組成物が含有する(Z1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the component (Z1) contained in the resist composition, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

・(Z2)成分について
(Z2)成分は、質量平均分子量が3000以下で、かつ、下記一般式(z2)で表される化合物である。
-About the (Z2) component The (Z2) component is a compound having a mass average molecular weight of 3000 or less and represented by the following general formula (z2).

Figure 2020086439
[式中、R 20は酸解離性基である。R 30は水素原子又は有機基である。n1は1〜6の整数であり、n2は0〜5の整数である。ただし、n1+n2=6である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R z 20 is an acid dissociable group. R z 30 is a hydrogen atom or an organic group. n1 is an integer of 1 to 6, and n2 is an integer of 0 to 5. However, n1+n2=6. ]

(Z2)成分の質量平均分子量は、好ましくは150〜3000であり、より好ましくは200〜2500であり、更に好ましくは250〜2000である。
(Z2)成分の質量平均分子量が、前記の好ましい範囲内であると、当該感放射線性樹脂組成物からなるレジスト膜べり量を低減する事ができる。
The mass average molecular weight of the component (Z2) is preferably 150 to 3000, more preferably 200 to 2500, and further preferably 250 to 2000.
When the mass average molecular weight of the component (Z2) is within the above-mentioned preferable range, the amount of slippage of the resist film made of the radiation-sensitive resin composition can be reduced.

前記式(z2)中、R 20の酸解離性基としては、例えば、下記一般式(z2−r−1)〜(z2−r−4)で表される基等が挙げられる。 In the formula (z2), examples of the acid dissociable group represented by R z 20 include groups represented by general formulas (z2-r-1) to (z2-r-4) shown below.

Figure 2020086439
[式中、R 201〜R 206は、それぞれ独立に、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基であり、これら基は鎖中にカルボニル基を含んでいてもよい。あるいは、R 201とR 202、R 204とR 205は互いに結合して環を形成していてもよい。R 207及びR 208は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基である。R 209は、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基であり、これら基は鎖中にカルボニル基を含んでいてもよい。あるいは、R 209はR 208と結合して環を形成していてもよい。R 210は2価の脂肪族、脂環式又は芳香族基であり、R 211は酸解離性基である。qは0又は1である。]
Figure 2020086439
[Wherein, R z 201 to R z 206 are each independently a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkoxy group, a linear or branched alkoxyalkyl group. , A linear or branched alkenyl group, or an aryl group, which may contain a carbonyl group in the chain. Alternatively, R z 201 and R z 202 , and R z 204 and R z 205 may be bonded to each other to form a ring. R z 207 and R z 208 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkoxy group, a linear or branched alkoxyalkyl group, It is a linear or branched alkenyl group or aryl group. R z 209 is a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkoxyalkyl group, a linear or branched alkenyl group, or an aryl group, and these groups are in the chain. May contain a carbonyl group. Alternatively, R z 209 may combine with R z 208 to form a ring. R z 210 is a divalent aliphatic, alicyclic or aromatic group, and R z 211 is an acid dissociable group. q is 0 or 1. ]

前記式(z2−r−1)〜(z2−r−2)中、R 201〜R 206は、それぞれ独立に、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基であり、これら基は鎖中にカルボニル基を含んでいてもよい。
201〜R 206におけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、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、ヘキシル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等の炭素数1〜10のものが好適であり、中でもメチル基、エチル基、イソプロピル基,tert−ブチル基がより好ましく用いられる。
201〜R 206におけるアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、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、ヘキシロキシ基、シクロヘキシロキシ基等の炭素数1〜8のものが好適であり、中でもメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく用いられる。
201〜R 206におけるアルコキシアルキル基としては、例えばメトキシメチル基、エトキシプロピル基、プロポキシエチル基、tert−ブトキシエチル基等の炭素数2〜10のものが好適であり、中でもメトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシプロピル基、プロポキシエチル基等が好ましい。
201〜R 206におけるアルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基のような炭素数2〜4のものが好適である。
201〜R 206におけるアリール基としてはフェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基のような炭素数6〜14のものが好適である。
In the formulas (z2-r-1) to (z2-r-2), R z 201 to R z 206 each independently represents a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkyl group. Is an alkoxy group, a linear or branched alkoxyalkyl group, a linear or branched alkenyl group, or an aryl group, which may contain a carbonyl group in the chain.
Examples of the alkyl group in R z 201 to R z 206 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group. And the like, having 1 to 10 carbon atoms are preferable, and among them, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group are more preferably used.
Examples of the alkoxy group in R z 201 to R z 206 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a hexyloxy group and a cyclohexyloxy group. Those having 1 to 8 carbon atoms are preferable, and among them, a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, and a tert-butoxy group are more preferably used.
As the alkoxyalkyl group for R z 201 to R z 206 , those having 2 to 10 carbon atoms such as methoxymethyl group, ethoxypropyl group, propoxyethyl group, tert-butoxyethyl group and the like are preferable, and among them, methoxymethyl group , Methoxyethyl group, ethoxypropyl group, propoxyethyl group and the like are preferable.
As the alkenyl group in R z 201 to R z 206 , those having 2 to 4 carbon atoms such as a vinyl group, a propenyl group, an allyl group and a butenyl group are preferable.
The aryl group in R z 201 to R z 206 is preferably an aryl group having a carbon number of 6 to 14, such as a phenyl group, a xylyl group, a toluyl group, and a cumenyl group.

前記式(z2−r−1)〜(z2−r−2)中、R 201とR 202、R 204とR 205は互いに結合して環を形成していてもよい。
201とR 202が互いに結合して形成される環としては、例えば、シクロヘキシリデン基、シクロペンチリデン基、3−オキソシクロヘキシリデン基、4−メチルシクロヘキシリデン基等の炭素数4〜10のものが挙げられる。
204とR 205が互いに結合して形成される環としては、例えば1−シラシクロヘキシリデン基、1−シラシクロペンチリデン基、3−オキソ−1−シラシクロペンチリデン基、4−メチル−1−シラシクロペンチリデン基等の炭素数3〜9のものが挙げられる。
In the formulas (z2-r-1) to (z2-r-2), R z 201 and R z 202 , and R z 204 and R z 205 may be bonded to each other to form a ring.
The ring formed by combining R z 201 and R z 202 with each other includes, for example, carbon numbers such as cyclohexylidene group, cyclopentylidene group, 3-oxocyclohexylidene group, and 4-methylcyclohexylidene group. The thing of 4-10 is mentioned.
Examples of the ring formed by combining R z 204 and R z 205 with each other include 1-silacyclohexylidene group, 1-silacyclopentylidene group, 3-oxo-1-silacyclopentylidene group, 4- Examples thereof include those having 3 to 9 carbon atoms such as methyl-1-silacyclopentylidene group.

前記式(z2−r−3)中、R 207及びR 208は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基である。R 209は、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、又はアリール基であり、これら基は鎖中にカルボニル基を含んでいてもよい。
207〜R 209におけるアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基及びアリール基は、前記式(z2−r−1)〜(z2−r−2)中のR 201〜R 206におけるアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基及びアリール基と同様である。
In the formula (z2-r-3), R z 207 and R z 208 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkoxy group, or a straight chain. It is a linear or branched alkoxyalkyl group, a linear or branched alkenyl group, or an aryl group. R z 209 is a linear or branched alkyl group, a linear or branched alkoxyalkyl group, a linear or branched alkenyl group, or an aryl group, and these groups are in the chain. May contain a carbonyl group.
The alkyl group in R z 207 ~R z 209, alkoxy group, alkoxyalkyl group, alkenyl group and aryl group, the formula (z2-r-1) ~ (z2-r-2) in the R z 201 to R z The same as the alkyl group, the alkoxy group, the alkoxyalkyl group, the alkenyl group and the aryl group in 206 .

前記式(z2−r−3)中、R 209はR 208と結合して環を形成していてもよい。
209がR 208と結合して形成される環としては、例えば2−オキサシクロヘキシリデン基、2−オキサシクロペンチリデン基、2−オキサ−4−メチルシクロヘキシリデン基等の炭素数4〜10のものが挙げられる。
In the formula (z2-r-3), R z 209 may combine with R z 208 to form a ring.
The ring formed by R z 209 binding to R z 208 is, for example, a carbon number such as a 2-oxacyclohexylidene group, a 2-oxacyclopentylidene group, a 2-oxa-4-methylcyclohexylidene group. The thing of 4-10 is mentioned.

前記式(z2−r−4)中、R 210は2価の脂肪族、脂環式又は芳香族基である。
210における2価の脂肪族基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、2−メチルプロピレン基、2−メチル−3−エトキシブチレン基等の炭素数1〜8のものが好適であり、中でもメチレン基、エチレン基、プロピレン基がより好ましく用いられる。
210における2価の脂環式基としては、シクロヘキシレン基のような炭素数5〜10のものが挙げられる。
210における2価の芳香族基としては、フェニレン基、キシリレン基、トルイレン基、クメニレン基のような炭素数6〜14のものが挙げられる。
In the formula (z2-r-4), R z 210 is a divalent aliphatic, alicyclic or aromatic group.
As the divalent aliphatic group for R z 210 , those having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a 2-methylpropylene group, and a 2-methyl-3-ethoxybutylene group. Of these, a methylene group, an ethylene group and a propylene group are more preferably used.
Examples of the divalent alicyclic group for R z 210 include those having 5 to 10 carbon atoms such as a cyclohexylene group.
Examples of the divalent aromatic group for R z 210 include those having 6 to 14 carbon atoms such as a phenylene group, a xylylene group, a toluylene group, and a cumenylene group.

前記式(z2−r−4)中、R 211の酸解離性基としては、前記式(z2−r−1)〜(z2−r−3)で表される基が挙げられる。 In the formula (z2-r-4), examples of the acid dissociable group for R z 211 include groups represented by the formulas (z2-r-1) to (z2-r-3).

前記式(z2)中、R 30は水素原子又は有機基である。
30の有機基としては、置換基を有していてもよい炭化水素基が挙げられる。
30における炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
30における直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。
30における分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられる。
In the formula (z2), R z 30 is a hydrogen atom or an organic group.
Examples of the organic group of R z 30 include a hydrocarbon group which may have a substituent.
Examples of the hydrocarbon group for R z 30 include a linear or branched alkyl group or a cyclic hydrocarbon group.
The linear alkyl group for R z 30 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like.
The branched chain alkyl group for R z 30 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group.

30における環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group for R z 30 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

30における芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環から水素原子1つを除いた基;ピリジン環、チオフェン環等の芳香族複素環から水素原子1つを除いた基;2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子1つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環の水素原子の1つがアルキル基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基)等が挙げられる。前記のアリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、炭素数1〜2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。 The aromatic hydrocarbon group for R z 30 is a group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene; a hydrogen atom derived from an aromatic heterocycle such as a pyridine ring or a thiophene ring. A group excluding one; a group excluding one hydrogen atom from an aromatic compound containing two or more aromatic rings (for example, biphenyl, fluorene, etc.); one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle. A group in which one is substituted with an alkyl group (for example, an arylalkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group). . The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

30における炭化水素基が有してもよい置換基としては、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、芳香族炭化水素基、直鎖若しくは分岐鎖状のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、前記式(z2−r−1)〜(z2−r−4)で表される基等が挙げられる。R 30における炭化水素基が有してもよい置換基としての芳香族炭化水素基は、更に置換基として直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基又は前記式(z2−r−1)〜(z2−r−4)で表される基を有してもよい。 The substituent which the hydrocarbon group in R z 30 may have is a linear, branched or cyclic alkyl group, an aromatic hydrocarbon group, a linear or branched alkoxy group, a hydroxy group, Examples thereof include a carboxy group, a halogen atom, and groups represented by the formulas (z2-r-1) to (z2-r-4). The aromatic hydrocarbon group as a substituent which the hydrocarbon group in R z 30 may have is further a linear, branched or cyclic alkyl group as the substituent or the above formula (z2-r-1). It may have a group represented by ~(z2-r-4).

(Z2)成分としては、下記一般式(z2−1)〜(z2−2)で表される基からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。 As the component (Z2), at least one selected from the group consisting of groups represented by general formulas (z2-1) to (z2-2) shown below is preferable.

Figure 2020086439
[式中、V は、2価の連結基である。R 20、R 33は、それぞれ独立に、酸解離性基である。R 31、R 32は、それぞれ独立に、水素原子又は有機基である。R 25、R 26は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有してもよい炭化水素基である。n11は、1〜5の整数である。n12は、0〜4の整数である。ただし、n11+n12=5である。n13は、1〜5の整数である。n14は、0〜4の整数である。ただし、n11+n12=5である。]
Figure 2020086439
[In the formula, V z 2 is a divalent linking group. R z 20 and R z 33 are each independently an acid dissociable group. R z 31 and R z 32 are each independently a hydrogen atom or an organic group. R z 25 and R z 26 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent. n11 is an integer of 1 to 5. n12 is an integer of 0-4. However, n11+n12=5. n13 is an integer of 1 to 5. n14 is an integer of 0-4. However, n11+n12=5. ]

前記式(z2−1)中、V における2価の連結基は、前記式(a10−1)中のYax1における2価の連結基と同様である。なかでも、V における2価の連結基としては、炭素数が1〜10の直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]がより好ましく、メチレン基が更に好ましい。 In the formula (z2-1), the divalent linking group for V z 2 is the same as the divalent linking group for Ya x1 in the formula (a10-1). Among them, the divalent linking group for V z 2 is preferably a linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and is a methylene group [—CH 2 —] or an ethylene group [—(CH 2 ) 2 —. ], a trimethylene group [- (CH 2) 3 - ], a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] are more preferable, and a methylene group is more preferable.

前記式(z2−1)〜(z2−2)中、R 20、R 33における酸解離性基は、前記式(z2)中のR 20における酸解離性基と同様である。なかでも、R 20、R 33における酸解離性基としては、前記式(z2−r−4)で表される基が好ましく、前記式(z2−r−4)中のR 211における酸解離性基が前記式(z2−r−1)で表される基であることがより好ましい。 In formulas (z2-1) to (z2-2), the acid dissociable group for R z 20 and R z 33 is the same as the acid dissociable group for R z 20 in formula (z2). Among them, the acid dissociable group for R z 20 and R z 33 is preferably a group represented by the formula (z2-r-4), and R z 211 in the formula (z2-r-4) is preferable. The acid dissociable group is more preferably a group represented by the formula (z2-r-1).

前記式(z2−1)〜(z2−2)中、R 31、R 32における有機基は、前記式(z2)中のR 30における有機基と同様である。なかでも、R 31、R 32における有機基としては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基が好ましく、下記一般式(z2−r−5)で表される基がより好ましい。 In formulas (z2-1) to (z2-2), the organic group for R z 31 and R z 32 is the same as the organic group for R z 30 in formula (z2). Among them, as the organic group for R z 31 and R z 32 , an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a group represented by the following general formula (z2-r-5) is more preferable. .

Figure 2020086439
[式中、R 201は酸解離性基である。R 301は水素原子又はアルキル基である。n15は1〜6の整数であり、n16は0〜5の整数である。ただし、n15+n16=6である。n17は、0又は1である。*は結合手を示す。]
Figure 2020086439
[In the formula, R z 201 is an acid dissociable group. R z 301 is a hydrogen atom or an alkyl group. n15 is an integer of 1 to 6, and n16 is an integer of 0 to 5. However, n15+n16=6. n17 is 0 or 1. * Indicates a bond. ]

前記式(z2−r−5)中、R 201における酸解離性基は、前記式(z2)中のR 20における酸解離性基と同様である。なかでも、R 201における酸解離性基としては、前記式(z2−r−4)で表される基が好ましく、前記式(z2−r−4)中のR 211における酸解離性基が前記式(z2−r−1)で表される基であることがより好ましい。
前記式(z2−r−5)中、R 301はアルキル基としては、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基が好ましく、メチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
前記式(z2−r−5)中、n15は1又は2が好ましく、1がより好ましい。
前記式(z2−r−5)中、n16は4又は5が好ましく、5がより好ましい。
In the formula (z2-r-5), the acid dissociable group for R z 201 is the same as the acid dissociable group for R z 20 in the formula (z2). Among them, the acid dissociable group for R z 201 is preferably a group represented by the formula (z2-r-4), and an acid dissociable group for R z 211 in the formula (z2-r-4). Is more preferably a group represented by the above formula (z2-r-1).
In formula (z2-r-5), R z 301 is preferably an alkyl group, which is preferably a methyl group, an ethyl group or a cyclohexyl group, more preferably a methyl group or a cyclohexyl group.
In the formula (z2-r-5), n15 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
In the formula (z2-r-5), n16 is preferably 4 or 5, and more preferably 5.

前記式(z2−2)中、R 25、R 26における炭化水素基は、前記式(z2)中のR 30における有機基としての炭化水素基と同様である。なかでも、R 25、R 26にとしては、水素原子又は置換基を有してもよい芳香族炭化水素基が好ましく、水素原子又は前記式(z2−r−5)で表される基がより好ましい。 In the formula (z2-2), the hydrocarbon group for R z 25 and R z 26 is the same as the hydrocarbon group as the organic group for R z 30 in the formula (z2). Among them, as R z 25 and R z 26 , a hydrogen atom or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a hydrogen atom or a group represented by the above formula (z2-r-5). Is more preferable.

前記式(z2−1)〜(z2−2)中、n11及びn13は1又は2が好ましく、1がより好ましい。
前記式(z2−1)〜(z2−2)中、n16は4又は5が好ましく、5がより好ましい。
In the formulas (z2-1) to (z2-2), n11 and n13 are preferably 1 or 2, and more preferably 1.
In the formulas (z2-1) to (z2-2), n16 is preferably 4 or 5, and more preferably 5.

以下に、(Z2)成分の具体例としては、下記化学式(Z2−1)及び(Z2−2)で表される化合物、特開2005−122097号公報の段落[0046]−[0050]に記載されている化合物等が挙げられる。 Hereinafter, as specific examples of the component (Z2), compounds represented by the following chemical formulas (Z2-1) and (Z2-2) are described in paragraphs [0046] to [0050] of JP-A-2005-122097. The compound etc. are mentioned.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(Z2)成分のその他の具体例としては、特開平9−278699号公報の段落[0034]、[0036]、[0037]に記載されている化合物、特開平10−097075号公報の段落[0119]−[0122]に記載されている化合物等が挙げられる。 Other specific examples of the component (Z2) include the compounds described in paragraphs [0034], [0036] and [0037] of JP-A-9-278699, and paragraph [0119] of JP-A-10-097075. ]-[0122] and the like.

レジスト組成物が含有する(Z2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the component (Z2) contained in the resist composition, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本実施形態のレジスト組成物中、(Z)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、30質量部以下であることが好ましく、10〜30質量部であることがより好ましい。
(Z)成分の割合が前記の好ましい範囲の範囲内であると、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のパターンを形成しやすい。
また、本実施形態のレジスト組成物において、(Z)成分中の(Z1)成分と(Z2)成分との配合比(質量比)が、Z1:Z2=75:25〜25:75であることが好ましく、Z1:Z2=70:30〜40:60がより好ましく、Z1:Z2=67:33〜45:55が更に好ましい。
(Z)成分中の(Z1)成分と(Z2)成分との配合比(質量比)が前記の好ましい範囲の範囲内であると、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のパターンを形成しやすい。
In the resist composition of the present embodiment, the content of the component (Z) is preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
When the ratio of the component (Z) is within the above-mentioned preferable range, the etching resistance is good and a pattern having a good shape is easily formed.
In the resist composition of the present embodiment, the compounding ratio (mass ratio) of the (Z1) component and the (Z2) component in the (Z) component is Z1:Z2=75:25 to 25:75. Is preferred, Z1:Z2=70:30 to 40:60 is more preferred, and Z1:Z2=67:33 to 45:55 is even more preferred.
When the compounding ratio (mass ratio) of the (Z1) component and the (Z2) component in the (Z) component is within the above-mentioned preferable range, the etching resistance is good and a pattern having a good shape is formed. It's easy to do.

<任意成分>
≪(B)成分:酸発生剤成分≫
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(Z)成分に加えて、露光により酸を発生する酸発生剤成分((B)成分)を含有することが好ましい。
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。
<Arbitrary ingredients>
<<(B) component: Acid generator component>>
The resist composition of the present embodiment preferably contains an acid generator component (component (B)) that generates an acid upon exposure, in addition to the components (A) and (Z).
The component (B) is not particularly limited, and those which have been proposed as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.
Examples of such acid generators include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators; diazomethane-based acid generators such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes and poly(bissulfonyl)diazomethanes. Acid generators: various types such as nitrobenzyl sulfonate-based acid generators, imino sulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators and the like can be mentioned.

オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−1)で表される化合物(以下「(b−1)成分」ともいう)、一般式(b−2)で表される化合物(以下「(b−2)成分」ともいう)又は一般式(b−3)で表される化合物(以下「(b−3)成分」ともいう)が挙げられる。 Examples of the onium salt-based acid generator include a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”) and a general formula (b-2). The compound (henceforth "(b-2) component") or the compound represented by the general formula (b-3) (henceforth "(b-3) component") is mentioned.

Figure 2020086439
[式中、R101、R104〜R108はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。R102はフッ素原子又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Y101は単結合、又は酸素原子を含む2価の連結基である。V101〜V103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。L101〜L102はそれぞれ独立に単結合又は酸素原子である。L103〜L105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。mは1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンである。]
Figure 2020086439
[In formula, R< 101 >, R< 104 >-R< 108 > has a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent each independently. Is also a chain alkenyl group. R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 are each independently a single bond, an alkylene group or a fluorinated alkylene group. L 101 to L 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom. L 103 to L 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —. m is an integer of 1 or more, and M′ m+ is an m-valent onium cation. ]

{アニオン部}
・(b−1)成分のアニオン部
式(b−1)中、R101は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。
{Anion part}
-Anion part of component (b-1) In formula (b-1), R 101 is a cyclic group that may have a substituent, a chain alkyl group that may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group which may have a group.

置換基を有していてもよい環式基:
該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
Cyclic group which may have a substituent:
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.

101における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3〜30であることが好ましく、炭素数5〜30がより好ましく、炭素数5〜20がさらに好ましく、炭素数6〜15が特に好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
101における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
101における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えばフェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、炭素数1〜2がより好ましく、炭素数1が特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group for R 101 is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 10 is most preferred. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring contained in the aromatic hydrocarbon group for R 101 are benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a part of carbon atoms constituting these aromatic rings is substituted with a hetero atom. An aromatic heterocycle etc. are mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R 101 include a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), and one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is an alkylene group. Groups substituted with (for example, arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group and 2-naphthylethyl group). The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.

101における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、炭素数が3〜20であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 include an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure, an alicyclic hydrocarbon group (a group in which one hydrogen atom is removed from an aliphatic hydrocarbon ring), an alicyclic hydrocarbon group is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the terminal of a chain-like aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, and more preferably 3 to 20 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms. Among them, the polycycloalkane includes a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; a condensed ring system such as a cyclic group having a steroid skeleton. A polycycloalkane having a polycyclic skeleton of is more preferable.

なかでも、R101における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基、ステロイド骨格を有する環式基が特に好ましく、アダマンチル基、ステロイド骨格を有する環式基が最も好ましい。 Among them, the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane or a polycycloalkane, and more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane. Of these, an adamantyl group, a norbornyl group, and a cyclic group having a steroid skeleton are particularly preferable, and an adamantyl group and a cyclic group having a steroid skeleton are most preferable.

脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜6がより好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましく、炭素数1〜3が特に好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group that may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and carbon. Numbers 1 to 4 are more preferable, and numbers 1 to 3 are particularly preferable.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, preferably a linear alkylene group, and specific examples include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], trimethylene [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —; —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 — and the like. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基、その他下記の化学式(r−hr−1)〜(r−hr−16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。 Further, the cyclic hydrocarbon group for R 101 may contain a hetero atom such as a heterocycle. Specifically, the lactone-containing cyclic groups respectively represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) and the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-). -SO 2 respectively represented by 4) - containing cyclic group, other following chemical formula (r-hr-1) include heterocyclic groups respectively represented by ~ (r-hr-16) .

Figure 2020086439
Figure 2020086439

101の環式基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基が最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(−CH−)を置換する基である。
Examples of the substituent in the cyclic group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group and the like.
As the alkyl group as a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group are the most preferable.
The alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, and a methoxy group. Most preferred is the group ethoxy.
Examples of the halogen atom as a substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group as a substituent, a part or all of hydrogen atoms such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group are the above. A group substituted with a halogen atom can be mentioned.
The carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group (—CH 2 —) forming a cyclic hydrocarbon group.

置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基:
101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、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、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、炭素数3〜15であることがより好ましく、炭素数3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
Chain-like alkyl group which may have a substituent:
The chain alkyl group for R 101 may be linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group. Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group and the like.
The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples thereof include a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group and a 4-methylpentyl group.

置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基:
101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2〜10であることが好ましく、炭素数2〜5がより好ましく、炭素数2〜4がさらに好ましく、炭素数3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1−メチルビニル基、2−メチルビニル基、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
Chain-like alkenyl group which may have a substituent:
The chain alkenyl group for R 101 may be linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably has 2 to 5 carbon atoms, and has 2 to 4 carbon atoms. More preferably, carbon number 3 is particularly preferable. Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group) and a butynyl group. Examples of the branched alkenyl group include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
Among the above, the chain alkenyl group is preferably a straight chain alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.

101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group for R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and the cyclic group for R 101 above. Can be mentioned.

中でも、R101は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2−r−1)、(a2−r−3)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基などが好ましい。 Among them, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane; the general formulas (a2-r-1), (a2-r-3) to (a2-r). Preferred are lactone-containing cyclic groups each represented by -7); -SO 2 -containing cyclic groups each represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4).

前記式(b−1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、上記一般式(y−al−1)〜(y−al−8)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
101としては、エステル結合を含む2価の連結基、またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記一般式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基がより好ましい。
In the formula (b-1), Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Examples of atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms and the like.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include the linking groups represented by the general formulas (y-al-1) to (y-al-8).
Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, and each is represented by the above general formulas (y-al-1) to (y-al-5). A linking group is more preferred.

前記式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In the formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group for V 101 have been substituted with fluorine atoms. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

前記式(b−1)中、R102は、フッ素原子又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In the formula (b-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(b−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 (B-1) Specific examples of the anion moiety of the component, for example, if the Y 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion can be exemplified; Y 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, an anion represented by any of the following formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.

Figure 2020086439
[式中、R”101は、置換基を有してもよい脂肪族環式基、上記の化学式(r−hr−1)〜(r−hr−6)でそれぞれ表される1価の複素環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基である。R”102は、置換基を有してもよい脂肪族環式基、前記一般式(a2−r−1)、(a2−r−3)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基である。R”103は、置換基を有してもよい芳香族環式基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。V”101は、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基である。R102は、フッ素原子又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。v”はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、q”はそれぞれ独立に1〜20の整数であり、n”は0または1である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R" 101 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, a monovalent heterocyclic group represented by each of the above chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-6). R″ 102 is a cyclic group or a chain-like alkyl group which may have a substituent, R″ 102 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and the general formula (a2-r-1) above. , A lactone-containing cyclic group represented by each of (a2-r-3) to (a2-r-7), or each of the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4). Is a —SO 2 —-containing cyclic group. R″ 103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. V″ 101 is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. v" is independently an integer of 0 to 3, q" is independently an integer of 1 to 20, and n" is 0 or 1."

R”101、R”102およびR”103の置換基を有してもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent of R″ 101 , R″ 102 and R″ 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 . As the group, the same groups as the substituents which may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 can be mentioned.

R”103における置換基を有してもよい芳香族環式基は、前記R101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aromatic cyclic group which may have a substituent in R″ 103 is preferably the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101. The substituent is The same as the substituent which may substitute the aromatic hydrocarbon group for R 101 can be mentioned.

R”101における置換基を有してもよい鎖状のアルキル基は、前記R101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”104における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前記R101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。 The chain alkyl group which may have a substituent in R″ 101 is preferably the group exemplified as the chain alkyl group in the above R 101. The chain alkyl group which may have a substituent in R″ 104 The good chain alkenyl group is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group for R 101 .

V”101は、好ましくは単結合またはフッ素化アルキレン基であり、より好ましくは単結合または炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基である。V”101がフッ素化アルキレン基である場合−V”101−C(F)(R”102)−SO におけるV”101は、−CF−、−CHF−、−CFCF−、−CHFCF−、−CF(CF)CF−、−CH(CF)CF−であることが好ましく、−CF−、−CHF−がより好ましい。 V″ 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group, more preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. When V″ 101 is a fluorinated alkylene group, —V″ V″ 101 in 101 —C(F)(R″ 102 )—SO 3 is —CF 2 —, —CHF—, —CF 2 CF 2 —, —CHFCF 2 —, —CF(CF 3 )CF 2 -, - CH (CF 3) CF 2 - is preferably, -CF 2 -, - CHF- are more preferred.

102は、フッ素原子又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

v”は、0〜3の整数であり、好ましくは0又は1である。q”は、1〜20の整数であり、好ましくは1〜10の整数であり、より好ましくは1〜5の整数であり、さらに好ましくは1、2又は3であり、特に好ましくは1又は2である。n”は、0または1である。 v″ is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1. q″ is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 10, and more preferably an integer of 1 to 5. And more preferably 1, 2 or 3, and particularly preferably 1 or 2. n″ is 0 or 1.

・(b−2)成分のアニオン部
式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、前記式式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
104、R105は、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は、1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト用溶剤への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなるため、好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b−2)中、L101、L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
Anion Part of Component (b-2) In Formula (b-2), R 104 and R 105 are each independently a cyclic group which may have a substituent, or a chain which may have a substituent. A linear alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same ones as R 101 in the above formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably chain alkyl groups which may have a substituent, and are linear or branched alkyl groups or linear or branched fluorinated alkyl groups. Is more preferable.
The chain-like alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and further preferably 1 to 3 carbon atoms. The carbon number of the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible within the range of the above carbon number, for reasons such as good solubility in a resist solvent. Further, in the chain alkyl group of R 104 and R 105, the larger the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, which is preferable. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination ratio is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms. It is a perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each of them has the same meaning as V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
In formula (b-2), L 101 and L 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom.

・(b−3)成分のアニオン部
式(b−3)中、R106〜R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
Anion Part of Component (b-3) In Formula (b-3), R 106 to R 108 are each independently a cyclic group that may have a substituent, or a chain that may have a substituent. Alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same ones as R 101 in the formula (b-1).
L 103 to L 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —.

{カチオン部}
式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、mは1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンであり、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、例えば上記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
{Cation part}
In formulas (b-1), (b-2) and (b-3), m is an integer of 1 or more, M'm + is an m-valent onium cation, and a sulfonium cation and an iodonium cation are preferable. Examples thereof include organic cations represented by the above general formulas (ca-1) to (ca-4).

Figure 2020086439
[式中、R201〜R207及びR211〜R212はそれぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、又は置換基を有してもよいアルケニル基を表す。R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212はそれぞれ、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよい。R208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子もしくは炭素数1〜5のアルキル基を表すか、又は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよい。R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよい−SO−含有環式基である。L201は、−C(=O)−又は−C(=O)−O−を表す。複数のY201はそれぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。xは、1又は2である。W201は、(x+1)価の連結基を表す。]
Figure 2020086439
[In the formula, R 201 to R 207 and R 211 to R 212 each independently have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or a substituent which may have a substituent. Represents a good alkenyl group. R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula. R 210 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or —SO 2 — which may have a substituent. It is a cyclic group containing. L201 represents -C(=O)- or -C(=O)-O-. A plurality of Y 201's each independently represent an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group. x is 1 or 2. W 201 represents a (x+1)-valent linking group. ]

201〜R207およびR211〜R212におけるアリール基としては、炭素数6〜20のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
201〜R207およびR211〜R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
201〜R207およびR211〜R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
201〜R207およびR211〜R212が有してもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、下記の一般式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Examples of the aryl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 include an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the substituent that R 201 to R 207 and R 211 to R 212 may have include, for example, an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and the following general groups. Examples thereof include groups represented by formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).

Figure 2020086439
[式中、R’201は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, each R′ 201 independently has a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group which may be present. ]

R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、後述の式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として、上述の式(a1−r−2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。 The cyclic group which may have a substituent, the chain alkyl group which may have a substituent, or the chain alkenyl group which may have a substituent of R′ 201 will be described later. In addition to the same as those of R 101 in the formula (b-1), a cyclic group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent is mentioned above. The same as the acid dissociable group represented by the formula (a1-r-2) of

201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、−SO−、−SO−、−SO−、−COO−、−CONH−または−N(R)−(該Rは炭素数1〜5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H−チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 are bonded to each other to form a ring with the sulfur atom in the formula, a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom, or carbonyl group, -SO -, - SO 2 - , - SO 3 -, - COO -, - CONH- , or -N (R N) - (. the R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. You may couple|bond through the functional group of. As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in the formula in its ring skeleton is preferably a 3 to 10-membered ring including a sulfur atom, and particularly preferably a 5 to 7-membered ring. preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, thiophene ring, thiazole ring, benzothiophene ring, thianthrene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, 9H-thioxanthene ring, thioxanthone ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, tetrahydro. Examples thereof include a thiophenium ring and a tetrahydrothiopyranium ring.

208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。 R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when they are alkyl groups, they are bonded to each other. You may form a ring.

210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO−含有環式基である。
210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。 R210における、置換基を有していてもよい−SO−含有環式基としては、「−SO−含有多環式基」が好ましく、上記一般式(a5−r−1)で表される基がより好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or an substituent. -SO 2 - containing cyclic group.
Examples of the aryl group for R 210 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group for R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms. Table is preferably the general formula (a5-r-1) The content cyclic group, - at R 210, which may have -SO 2 substituents "- containing polycyclic group - SO 2" More preferred are groups represented by

201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
201におけるアリーレン基は、後述の式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、後述の式(b−1)中のR101における鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基として例示した基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
Y 201's each independently represent an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
Examples of the arylene group for Y 201 include groups in which one hydrogen atom has been removed from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in formula (b-1) described below.
Examples of the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the groups exemplified as the chain alkyl group and the chain alkenyl group for R 101 in formula (b-1) described later. ..

前記式(ca−4)中、xは、1または2である。
201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、上述の一般式(a2−1)中のYa21と同様の、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x+1)-valent, that is, a divalent or trivalent linking group.
As the divalent linking group for W 201, a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a divalent hydrocarbon group similar to Ya 21 in the above general formula (a2-1) has a substituent. Examples thereof include a divalent hydrocarbon group which may be added. The divalent linking group for W 201 may be linear, branched, or cyclic, and is preferably cyclic. Of these, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of the arylene group is preferable. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferable.
Examples of the trivalent linking group for W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group for W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like. Can be mentioned. As the trivalent linking group for W 201 , a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.

前記式(ca−1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記の化学式(ca−1−1)〜(ca−1−78)、(ca−1−101)〜(ca−1−149)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
下記の化学式中、g1は繰返し数を示し、g1は1〜5の整数である。g2は繰返し数を示し、g2は0〜20の整数である。g3は繰返し数を示し、g3は0〜20の整数である。
Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-1) include the following chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-78) and (ca-1-101) to (ca-. And cations represented by 1-149).
In the chemical formula below, g1 represents the number of repetitions, and g1 is an integer of 1 to 5. g2 shows the number of repetitions, and g2 is an integer of 0-20. g3 shows the repeating number, and g3 is an integer of 0-20.

Figure 2020086439
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Figure 2020086439

Figure 2020086439
[式中、R”201は水素原子又は置換基である。該置換基としては、上記R201〜R207およびR211〜R212が有してもよい置換基として挙げた、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、一般式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。]
Figure 2020086439
[In the formula, R″ 201 is a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent include the alkyl group and the halogen which are mentioned as the substituents which the above R 201 to R 207 and R 211 to R 212 may have. Examples include an atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and groups represented by general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).]

前記式(ca−2)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−2−1)〜(ca−2−3)でそれぞれ表されるカチオン、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムカチオンが挙げられる。 Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-2) include cations represented by the following formulas (ca-2-1) to (ca-2-3), diphenyliodonium cation, bis( 4-tert-butylphenyl)iodonium cation.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(ca−3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−3−1)〜(ca−3−7)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-7).

Figure 2020086439
Figure 2020086439

前記式(ca−4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−4−1)〜(ca−4−2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).

Figure 2020086439
Figure 2020086439

上記の中でも、カチオン部((Mm+1/m)は、一般式(ca−1)又は(ca−2)で表されるカチオンが好ましく、化学式(ca−1−1)〜(ca−1−78)、(ca−1−101)〜(ca−1−149)及び化学式(ca−2−1)〜(ca−2−3)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましい。 Among the above, the cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by the general formula (ca-1) or (ca-2), and the chemical formulas (ca-1-1) to (ca-). 1-78), (ca-1-101) to (ca-1-149), and cations represented by chemical formulas (ca-2-1) to (ca-2-3) are more preferable.

イミノスルホネート系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−4)で表される化合物(以下「(b−4)成分」ともいう)が挙げられる。 Examples of the iminosulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (b-4) (hereinafter also referred to as “(b-4) component”).

Figure 2020086439
[式中、R213は、置換を有してもよいアルキル基、又は置換基を有してもよいアリール基である。Aは、置換を有してもよいアルキレン基、置換を有してもよいアルケニレン基、又は置換を有してもよいアリーレン基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R 213 is an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent. A is an optionally substituted alkylene group, an optionally substituted alkenylene group, or an optionally substituted arylene group. ]

(b−4)成分の具体例としては、下記化学式(B1−1)で表される化合物、特開平10−097075号公報の段落[0089]−[0091]に記載されている化合物等が挙げられる。 Specific examples of the component (b-4) include compounds represented by the following chemical formula (B1-1) and compounds described in paragraphs [0089] to [0091] of JP-A-10-097075. Be done.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

本実施形態のレジスト組成物において、(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、0.1〜40質量部がより好ましく、0.1〜30質量部がさらに好ましく、0.1〜20質量部が特に好ましい。
(B)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。
In the resist composition of this embodiment, as the component (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) in the resist composition is preferably 50 parts by mass or less, and 0.1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). A mass part is more preferable, 0.1-30 mass parts is still more preferable, 0.1-20 mass parts is especially preferable.
By setting the content of the component (B) within the above range, pattern formation is sufficiently performed.

≪(D)成分≫
本実施形態におけるレジスト組成物は、(A)成分及び(Z)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」という。)を含有してもよい。(D)成分は、レジスト組成物において露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
(D)成分としては、例えば、含窒素有機化合物(D1)(以下「(D1)成分」、該(D1)成分に該当しない露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D2)(以下「(D2)成分」という。)という。)等が挙げられる。
(D)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、レジスト膜の露光部と未露光部とのコントラストをより向上させることができる。
≪(D) ingredient≫
The resist composition in the present embodiment may further contain an acid diffusion controlling agent component (hereinafter referred to as “(D) component”) in addition to the (A) component and the (Z) component. The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps the acid generated by exposure in the resist composition.
Examples of the component (D) include, for example, a nitrogen-containing organic compound (D1) (hereinafter referred to as “(D1) component”, a photodegradable base (D2) that does not correspond to the (D1) component and is decomposed by exposure to lose acid diffusion controllability ) (Hereinafter referred to as “(D2) component”) and the like.
By using the resist composition containing the component (D), it is possible to further improve the contrast between the exposed portion and the unexposed portion of the resist film when forming a resist pattern.

・(D1)成分について
(D1)成分は、塩基成分であって、レジスト組成物中で酸拡散制御剤として作用する含窒素有機化合物成分である。
Component (D1) The component (D1) is a base component and is a nitrogen-containing organic compound component that acts as an acid diffusion controller in the resist composition.

(D1)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであれば特に限定されず、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン等が挙げられる。 The component (D1) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion controller, and examples thereof include an aliphatic amine and an aromatic amine.

脂肪族アミンは、中でも、第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンもしくはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−ペンチルアミン又はトリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
Among the aliphatic amines, secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are preferable.
The aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include amines (alkylamines or alkylalcohol amines) or cyclic amines in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or a hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of alkylamines and alkylalcoholamines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-amine. Dialkylamines such as -n-heptylamine, di-n-octylamine and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine and like trialkylamines; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, tri Examples thereof include alkyl alcohol amines such as isopropanol amine, di-n-octanol amine and tri-n-octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.

環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the cyclic amine include a heterocyclic compound containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be a monocyclic compound (aliphatic monocyclic amine) or a polycyclic compound (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
The aliphatic polycyclic amine preferably has 6 to 10 carbon atoms, specifically, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene and 1,8-diazabicyclo[5. 4.0]-7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane and the like can be mentioned.

その他脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。 Other aliphatic amines include tris(2-methoxymethoxyethyl)amine, tris{2-(2-methoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(2-methoxyethoxymethoxy)ethyl}amine, tris{2- (1-methoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(1-ethoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(1-ethoxypropoxy)ethyl}amine, tris[2-{2-(2-hydroxyethoxy) )Ethoxy}ethyl]amine, triethanolamine triacetate, and the like, with triethanolamine triacetate being preferred.

芳香族アミンとしては、4−ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、トリベンジルアミン、アニリン化合物、N−tert−ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。 Examples of aromatic amines include 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, tribenzylamine, aniline compounds, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine and the like.

(D1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D1)成分は、上記の中でも、芳香族アミンが好ましく、アニリン化合物がより好ましい。アニリン化合物としては、例えば、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン等が挙げられる。
As the component (D1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the above, the component (D1) is preferably an aromatic amine, more preferably an aniline compound. Examples of the aniline compound include 2,6-diisopropylaniline, N,N-dimethylaniline, N,N-dibutylaniline, N,N-dihexylaniline and the like.

・(D2)成分について
(D2)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d2−1)で表される化合物(以下「(d2−1)成分」という。)、下記一般式(d2−2)で表される化合物(以下「(d2−2)成分」という。)及び下記一般式(d2−3)で表される化合物(以下「(d2−3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d2−1)〜(d2−3)成分は、レジスト膜の露光部において分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、レジスト膜の未露光部においてクエンチャーとして作用する。
Component (D2) The component (D2) is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d2-1) (hereinafter referred to as “( "d2-1) component"), a compound represented by the following general formula (d2-2) (hereinafter referred to as "(d2-2) component") and a compound represented by the following general formula (d2-3). (Hereinafter, referred to as “(d2-3) component”.) One or more compounds selected from the group consisting of are preferable.
The components (d2-1) to (d2-3) are decomposed in the exposed portion of the resist film and lose the acid diffusion controllability (basicity) and therefore do not act as a quencher, and the quencher in the unexposed portion of the resist film. Acts as.

Figure 2020086439
[式中、Rd〜Rdは置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。但し、一般式(d2−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子が結合していないものとする。Ydは単結合又は2価の連結基である。mは1以上の整数であって、M’m+はそれぞれ独立にm価のオニウムカチオンである。]
Figure 2020086439
[In the formula, Rd 1 to Rd 4 are cyclic groups which may have a substituent, chain alkyl groups which may have a substituent, or chain alkenyl groups which may have a substituent. Is. However, a fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the general formula (d2-2). Yd 1 is a single bond or a divalent linking group. m is an integer of 1 or more, and M′ m+ are each independently an m-valent onium cation. ]

{(d2−1)成分}
・アニオン部
式(d2−1)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましい。これらの基が有してもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、フッ素化アルキル基、上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、エーテル結合、エステル結合、またはこれらの組み合わせが挙げられる。エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、上記式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビシクロオクタン骨格を含む多環構造(例えば、ビシクロオクタン骨格の環構造とこれ以外の環構造とからなる多環構造など)が好適に挙げられる。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜10であることが好ましく、具体的には、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、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
{(D2-1) component}
Anion part In formula (d2-1), Rd 1 may have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group, and examples thereof include the same ones as R 101 and the like in the above formula (b-1).
Among these, Rd 1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain-like group which may have a substituent. Alkyl groups are preferred. Examples of the substituent which these groups may have include a hydroxyl group, an oxo group, an alkyl group, an aryl group, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, and the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). ), a lactone-containing cyclic group, an ether bond, an ester bond, or a combination thereof. When it contains an ether bond or an ester bond as a substituent, it may be via an alkylene group, and the substituent in this case is represented by each of the above formulas (y-al-1) to (y-al-5). A linking group is preferred.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, and a polycyclic structure containing a bicyclooctane skeleton (for example, a polycyclic structure including a ring structure of the bicyclooctane skeleton and other ring structures). Be done.
The aliphatic cyclic group is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane and tetracyclododecane.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, Linear alkyl groups such as nonyl group and decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl Examples thereof include branched chain alkyl groups such as a group, a 2-ethylbutyl group, a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group and a 4-methylpentyl group.

前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい。該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rdとしては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが特に好ましい。
When the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the carbon number of the fluorinated alkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8 and 1 To 4 are more preferable. The fluorinated alkyl group may contain an atom other than a fluorine atom. Examples of the atom other than the fluorine atom include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and the hydrogen atom of the linear alkyl group It is particularly preferable that all are fluorinated alkyl groups (linear perfluoroalkyl groups) substituted with fluorine atoms.

以下に(d2−1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Specific preferred examples of the anion moiety of the component (d2-1) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

・カチオン部
式(d2−1)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンである。
M’m+のオニウムカチオンとしては、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、前記一般式(ca−1)で表されるカチオンがより好ましく、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−78)、(ca−1−101)〜(ca−1−149)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
(d2−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d2-1), M'm + is a m-valent onium cation.
Preferable examples of the M'm + onium cation include the same cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4), and are represented by the general formula (ca-1). Cations represented by formulas (ca-1-1) to (ca-1-78) and (ca-1-101) to (ca-1-149) are more preferable.
As the component (d2-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d2−2)成分}
・アニオン部
式(d2−2)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
但し、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d2−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D2)成分としてのクエンチング能が向上する。
Rdとしては、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい脂肪族環式基であることが好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、3〜10であることがより好ましい。脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有してもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rdの炭化水素基は置換基を有してもよく、該置換基としては、前記式(d2−1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)が有してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D2-2) component}
Anion formula (d2-2), Rd 2, the substituents cyclic group which may have a may have a substituent which may chain having alkyl group, or a substituent It is a chain alkenyl group, and examples thereof include the same ones as R 101 and the like in the above formula (b-1).
However, a fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 (not fluorine-substituted). Thereby, the anion of the component (d2-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability as the component (D2) is improved.
Rd 2 is preferably a chain-like alkyl group which may have a substituent, or an aliphatic cyclic group which may have a substituent. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 10 carbon atoms. As the aliphatic cyclic group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane or the like (which may have a substituent); one or more from camphor or the like More preferably, it is a group excluding the hydrogen atom of.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and examples of the substituent include the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group, chain in Rd 1 of the formula (d2-1). The same as the substituent which the alkyl group) may have.

以下に(d2−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Preferred specific examples of the anion moiety of the component (d2-2) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

・カチオン部
式(d2−2)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンであり、前記式(d2−1)中のM’m+と同様である。
(d2−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d2-2), M'm + is an m-valent onium cation and is the same as M'm + in the formula (d2-1).
As the component (d2-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d2−3)成分}
・アニオン部
式(d2−3)中、Rdは置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(D2-3) component}
During Anion formula (d2-3), Rd 3 is an optionally substituted cyclic group, an alkyl group which may chain have a substituent or may chains may have a substituent A cyclic alkenyl group, examples of which include the same as R 101 and the like in formula (b-1) above, and a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Is preferred. Among them, a fluorinated alkyl group is preferable, and a group similar to the fluorinated alkyl group for Rd 1 is more preferable.

式(d2−3)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられる。
なかでも、置換基を有してもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rdにおけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rdにおけるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In the formula (d2-3), Rd 4 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain group which may have a substituent. It is an alkenyl group, and examples thereof include the same ones as R 101 and the like in the above formula (b-1).
Of these, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group and a cyclic group which may have a substituent are preferable.
The alkyl group for Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group. , Tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A part of hydrogen atoms of the alkyl group of Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group or the like.
The alkoxy group for Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n- Examples thereof include butoxy group and tert-butoxy group. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.

Rdにおけるアルケニル基は、前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有してもよい。 Examples of the alkenyl group for Rd 4 include those similar to R 101 and the like in the above formula (b-1), and a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group are preferable. .. These groups may further have, as a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

Rdにおける環式基は、前記式(b−1)中のR101等と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group for Rd 4 include those similar to R 101 and the like in the above formula (b-1), and cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Is preferably an alicyclic group from which one or more hydrogen atoms have been removed, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in the organic solvent, and thus the lithographic properties are good.

式(d2−3)中、Ydは、単結合または2価の連結基である。
Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、上記式(a10−1)中のYax1における2価の連結基についての説明のなかで挙げた、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
In formula (d2-3), Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group for Yd 1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group which may have a substituent (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group), divalent hetero atom-containing divalent group. And a linking group thereof. These are each a divalent hydrocarbon group which may have a substituent and a hetero atom-containing 2 which are mentioned in the description of the divalent linking group for Ya x1 in the above formula (a10-1). The same as the valent linking group can be mentioned.
Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group or a combination thereof. The alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, further preferably a methylene group or an ethylene group.

以下に(d2−3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Specific preferred examples of the anion moiety of the component (d2-3) are shown below.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

Figure 2020086439
Figure 2020086439

・カチオン部
式(d2−3)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンであり、前記式(d2−1)中のM’m+と同様である。
(d2−3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d2-3), M'm + is a m-valent onium cation, and is the same as M'm + in the said formula (d2-1).
As the component (d2-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(D2)成分は、上記(d2−1)〜(d2−3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物が(D2)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(D2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜35質量部が好ましく、1〜25質量部がより好ましく、2〜20質量部がさらに好ましく、3〜15質量部が特に好ましい。
(D2)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られやすい。一方、上限値以下であると、他成分とのバランスをとることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
As the component (D2), only one type of the above-mentioned components (d2-1) to (d2-3) may be used, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (D2), the content of the component (D2) in the resist composition is preferably 0.5 to 35 parts by mass, and 1 to 100 parts by mass of the component (A). 25 parts by mass is more preferable, 2 to 20 parts by mass is further preferable, and 3 to 15 parts by mass is particularly preferable.
When the content of the component (D2) is at least the preferred lower limit value, particularly good lithographic properties and resist pattern shapes are likely to be obtained. On the other hand, when it is at most the upper limit value, it is possible to balance with other components, and various lithographic properties are improved.

(D2)成分の製造方法:
前記の(d2−1)成分、(d2−2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。
また、(d2−3)成分の製造方法は、特に限定されず、例えば、US2012−0149916号公報に記載の方法と同様にして製造される。
Method for producing component (D2):
The method for producing the above-mentioned component (d2-1) and component (d2-2) is not particularly limited and can be produced by a known method.
The method for producing the component (d2-3) is not particularly limited, and for example, it is produced in the same manner as the method described in US2012-0149916.

≪(E)成分:有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物≫
本実施形態のレジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、例えば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部の範囲で用いられる。
<<Component (E): at least one compound selected from the group consisting of organic carboxylic acids and phosphorus oxo acids and their derivatives>>
The resist composition of the present embodiment comprises an organic carboxylic acid and an oxo acid of phosphorus and its derivative as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving the resist pattern shape, leaving stability over time, and the like. At least one compound (E) selected from the group (hereinafter referred to as “(E) component”) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid. Of these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the phosphorus oxo acid derivative include esters in which the hydrogen atom of the above oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. The aryl group of 15 and the like can be mentioned.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as phosphoric acid di-n-butyl ester and phosphoric acid diphenyl ester.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivative include phosphinic acid ester and phenylphosphinic acid.
In the resist composition of this embodiment, as the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (E), the content of the component (E) is usually 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

≪(F)成分:フッ素添加剤成分≫
本実施形態のレジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するために、又はリソグラフィー特性を向上させるため、フッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という)を含有してもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。この重合体としては、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体;該構成単位(f1)とアクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と前記構成単位(a1)との共重合体であることが好ましい。ここで、該構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位、1−メチル−1−アダマンチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位が好ましい。
≪(F) component: Fluorine additive component≫
The resist composition of the present embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as “(F) component”) in order to impart water repellency to the resist film or improve the lithographic properties.
Examples of the component (F) are described in JP2010-002870A, JP2010-032994A, JP2010-277043A, JP2011-13569A, and JP2011-128226A. The fluorine-containing polymer compound can be used.
More specifically, the component (F) includes a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). As this polymer, a polymer (homopolymer) consisting only of the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a copolymer of the structural unit (f1) and the structural unit (a1) It is preferably a copolymer of the structural unit (f1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1), a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate, 1-methyl-1-adamantyl ( Structural units derived from (meth)acrylate are preferred.

Figure 2020086439
[式中、Rは前記と同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは1〜5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
Figure 2020086439
[In the formula, R is the same as defined above, and Rf 102 and Rf 103 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Rf 102 and Rf 103 may be the same or different. nf 1 is an integer of 1 to 5, and Rf 101 is a fluorine atom-containing organic group. ]

式(f1−1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、nfは1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In formula (f1-1), R bonded to the carbon atom at the α-position is the same as above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), examples of the halogen atom of Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 are the same as those of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R above, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. Be done. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, Rf 102 and Rf 103 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group is preferable.
In the formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

式(f1−1)中、Rf101は、フッ素原子を含む有機基であり、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、−CH−CF、−CH−CF−CF、−CH(CF、−CH−CH−CF、−CH−CH−CF−CF−CF−CFが特に好ましい。
In formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic and has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. Particularly preferably, the carbon number is 1 to 10.
Further, in the hydrocarbon group containing a fluorine atom, 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are preferably fluorinated, more preferably 50% or more, and more preferably 60% or more. Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure increases.
Among them, as Rf 101 , a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and a trifluoromethyl group, —CH 2 —CF 3 , —CH 2 —CF 2 —CF 3 , or —CH(CF 3). ) 2, -CH 2 -CH 2 -CF 3, it is -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 particularly preferred.

(F)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのにレジスト用溶剤への充分な溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、レジスト膜の撥水性が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (F) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is preferably from 1000 to 50,000, more preferably from 5,000 to 40,000, and most preferably from 10,000 to 30,000. When it is at most the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is at least the lower limit of this range, the water repellency of the resist film is good.
The dispersity (Mw/Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

本実施形態のレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
In the resist composition of this embodiment, as the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (F), the content of the component (F) is usually 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

≪(S)成分:有機溶剤成分≫
本実施形態のレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(以下「(S)成分」という)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
(S)成分としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物において、(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトン、EL、シクロヘキサノンが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。さらに、PGMEAとPGMEとシクロヘキサノンとの混合溶剤も好ましい。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が、好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が0.1〜50質量%、好ましくは10〜50質量%の範囲内となるように(S)成分は用いられる。
<<(S) component: organic solvent component>>
The resist composition of this embodiment can be manufactured by dissolving a resist material in an organic solvent component (hereinafter referred to as “(S) component”).
As the component (S), any component capable of dissolving each component used to form a uniform solution may be used, and any one of the conventionally known solvents for chemically amplified resist compositions may be appropriately used. It can be selected and used.
Examples of the component (S) include lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol. , Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, having the polyhydric alcohols or having the ester bond Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate. , Esters such as methyl methoxypropionate and ethyl ethoxypropionate; anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, Examples thereof include aromatic organic solvents such as xylene, cymene and mesitylene, and dimethyl sulfoxide (DMSO).
In the resist composition of this embodiment, the component (S) may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
Of these, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, EL, and cyclohexanone are preferable.
A mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is also preferable. The compounding ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, but is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. It is preferably within the range.
More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL or cyclohexanone is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. .. When PGME is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and further preferably 3:7 to 7:. It is 3. Further, a mixed solvent of PGMEA, PGME and cyclohexanone is also preferable.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of γ-butyrolactone with at least one selected from PGMEA and EL is also preferable. In this case, as the mixing ratio, the mass ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95:5.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to a substrate or the like. Generally, the component (S) is used so that the solid content concentration of the resist composition is in the range of 0.1 to 50% by mass, preferably 10 to 50% by mass.

本実施形態のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。 The resist composition of the present embodiment further includes, if desired, an additive that is miscible, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent. , Dyes, and the like can be appropriately added and contained.

本実施形態のレジスト組成物は、上記レジスト材料を(S)成分に溶解させた後、ポリイミド多孔質膜、ポリアミドイミド多孔質膜等を用いて、不純物等の除去を行ってもよい。例えば、ポリイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリイミド多孔質膜及びポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター等を用いて、レジスト組成物の濾過を行ってもよい。前記ポリイミド多孔質膜及び前記ポリアミドイミド多孔質膜としては、例えば、特開2016−155121号公報に記載のもの等が例示される。 The resist composition of the present embodiment may be obtained by dissolving the above resist material in the component (S), and then removing impurities and the like using a polyimide porous film, a polyamideimide porous film or the like. For example, the resist composition may be filtered using a filter composed of a polyimide porous film, a filter composed of a polyamideimide porous film, a filter composed of a polyimide porous film and a polyamideimide porous film, or the like. Examples of the polyimide porous film and the polyamideimide porous film include those described in JP-A-2016-155121.

本実施形態のレジスト組成物は、基材成分(A)と溶解防止剤(Z)を含有する。溶解防止剤(Z)は、化合物(Z1)と化合物(Z2)とを含有する。
一般的に、レジスト組成物を用いて形成したレジスト膜中には、基材成分を構成する分子間に空間が生じる。基材成分の分子量が大きくなると、基材成分を構成する分子自体も大きくなるので、分子間に生じる空間も大きくなる。このようなレジスト膜中に生じる空間は、レジスト膜の基板への密着性を低下させるおそれがある。
本実施形態のレジスト組成物において、化合物(Z1)及び化合物(Z2)は、いずれも質量平均分子量が3000以下であるため、分子サイズは比較的小さい。そのため、本実施形態のレジスト組成物を用いて形成されたレジスト膜中において、化合物(Z1)及び化合物(Z2)は、基材成分(A)構成する分子間に生じる空間に適度に分散しやすい。
化合物(Z1)は、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有するため、レジスト膜中で下層に偏析する傾向がある。そのため、化合物(Z1)は、レジスト膜と基板界面との密着性向上に寄与し、エッチング耐性(特にウェットエッチング耐性)が向上すると推測される。
一方、化合物(Z1)は、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有するため、特にアルカリ現像プロセスにおいて、レジスト膜の膜減りの原因となるおそれがある。しかしながら、化合物(Z2)は、化合物(Z1)より疎水性が高い。そのため、化合物(Z2)は、化合物(Z1)により生じうるレジスト膜の膜減り抑制に寄与すると推測される。
上記のような化合物(Z1)と化合物(Z2)との相乗効果により、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のレジストパターンが得られると推測される。
The resist composition of the present embodiment contains a base material component (A) and a dissolution inhibitor (Z). The dissolution inhibitor (Z) contains the compound (Z1) and the compound (Z2).
Generally, in a resist film formed by using a resist composition, a space is generated between molecules constituting a base material component. When the molecular weight of the base material component becomes large, the molecules themselves constituting the base material component also become large, so that the space generated between the molecules also becomes large. Such a space formed in the resist film may reduce the adhesion of the resist film to the substrate.
In the resist composition of the present embodiment, the compound (Z1) and the compound (Z2) both have a mass average molecular weight of 3000 or less, and therefore have a relatively small molecular size. Therefore, in the resist film formed by using the resist composition of the present embodiment, the compound (Z1) and the compound (Z2) are easily dispersed appropriately in the space generated between the molecules constituting the base component (A). ..
Since the compound (Z1) has a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule, it tends to segregate to the lower layer in the resist film. Therefore, it is presumed that the compound (Z1) contributes to the improvement of the adhesion between the resist film and the substrate interface, and the etching resistance (particularly the wet etching resistance) is improved.
On the other hand, since the compound (Z1) has a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule, it may cause a reduction in the resist film especially in the alkali developing process. However, the compound (Z2) is more hydrophobic than the compound (Z1). Therefore, it is presumed that the compound (Z2) contributes to the reduction of the film thickness of the resist film that may be caused by the compound (Z1).
It is presumed that a resist pattern having good etching resistance and a good shape can be obtained by the synergistic effect of the compound (Z1) and the compound (Z2) as described above.

(レジストパターン形成方法)
本発明の第2の態様は、支持体上に、上述した第1の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(i)、前記レジスト膜を露光する工程(ii)、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程(iii)を有するレジストパターン形成方法である。
かかるレジストパターン形成方法の一実施形態としては、例えば以下のようにして行うレジストパターン形成方法が挙げられる。
(Method of forming resist pattern)
A second aspect of the present invention is a step (i) of forming a resist film on the support using the resist composition according to the first aspect, a step (ii) of exposing the resist film, and The resist pattern forming method includes a step (iii) of forming a resist pattern by developing the exposed resist film.
An example of such a resist pattern forming method is a resist pattern forming method performed as follows.

工程(i):
まず、支持体上に、上述した実施形態のレジスト組成物を、スピンナーなどで塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば80〜160℃の温度条件にて40〜200秒間、好ましくは60〜150秒間施してレジスト膜を形成する。
Process (i):
First, the resist composition of the above-described embodiment is applied on a support by a spinner or the like, and baking (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, for example, at a temperature condition of 80 to 160° C. for 40 to 200 seconds, It is preferably applied for 60 to 150 seconds to form a resist film.

工程(ii):
次に、該レジスト膜に対し、例えばKrF露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光等による選択的露光を行った後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、例えば80〜150℃の温度条件にて40〜150秒間、好ましくは60〜120秒間施す。
Step (ii):
Next, the resist film is subjected to selective exposure such as exposure through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed using an exposure device such as a KrF exposure device, and then baked (post). The exposure bake (PEB) treatment is performed, for example, at a temperature condition of 80 to 150° C. for 40 to 150 seconds, preferably 60 to 120 seconds.

工程(iii):
次に、前記レジスト膜を現像処理する。現像処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を用いて行う。
現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を、超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
Step (iii):
Next, the resist film is developed. The development treatment is performed using an alkali developing solution in the case of an alkali developing process, and using a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) in the case of a solvent developing process.
After the development processing, rinsing processing is preferably performed. The rinse treatment is preferably a water rinse using pure water in the case of an alkali developing process, and preferably a rinse liquid containing an organic solvent in the case of a solvent developing process.
In the case of the solvent developing process, after the developing process or the rinsing process, a process of removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.

現像処理後又はリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。ここでのベーク処理(ポストベーク)は、例えば80℃以上、好ましくは90〜120℃の温度条件にて10〜120秒間、好ましくは300〜90秒間施される。
このようにして、レジストパターンを形成することができる。
After development or rinsing, drying is performed. In addition, depending on the case, a bake treatment (post bake) may be performed after the above development treatment. The baking treatment (post-baking) here is performed, for example, at a temperature of 80° C. or higher, preferably 90 to 120° C. for 10 to 120 seconds, preferably 300 to 90 seconds.
In this way, the resist pattern can be formed.

支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系及び/又は有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や、多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)と、に分けられる。
The support is not particularly limited, and a conventionally known support can be used, and examples thereof include a substrate for electronic parts and a substrate having a predetermined wiring pattern formed thereon. More specifically, a silicon wafer, a substrate made of metal such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As the material of the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be the above-mentioned substrate on which an inorganic and/or organic film is provided. Examples of the inorganic film include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC) and an organic film such as a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, the multi-layer resist method means that at least one organic film (lower organic film) and at least one resist film (upper resist film) are provided on a substrate, and the resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. It is a method of patterning the lower organic film and is said to be capable of forming a pattern with a high aspect ratio. That is, according to the multi-layer resist method, since the required thickness can be secured by the lower organic film, the resist film can be thinned and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
The multi-layer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method), and one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film. A method of forming a multi-layered structure having three or more layers (three-layer resist method) provided with (metal thin film etc.).

実施形態のレジストパターン形成方法は、厚膜のレジスト膜を成膜して行う際に有用な方法である。前記工程(i)で形成するレジスト膜の膜厚が、例えば1〜10μmでも、レジストパターンを良好な形状で安定に形成できる。 The resist pattern forming method of the embodiment is a useful method when a thick resist film is formed. Even if the thickness of the resist film formed in the step (i) is, for example, 1 to 10 μm, the resist pattern can be stably formed in a good shape.

露光に用いる波長は、特に限定されず、g線、i線等の紫外線、ArFエキシマレーザー光、KrFエキシマレーザー光、Fエキシマレーザー光、EUV(極端紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。
上述した第1の態様に係るレジスト組成物は、g線、i線等の紫外線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、EB又はEUV用としての有用性が高く、g線、i線等の紫外線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光用としての有用性がより高く、g線、i線等の紫外線、KrFエキシマレーザー光用としての有用性が特に高い。第2の態様に係るレジストパターン形成方法は、前記工程(ii)において、前記レジスト膜に、g線、i線等の紫外線、KrFエキシマレーザー光を照射する場合に特に好適な方法である。
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and ultraviolet rays such as g-line and i-line, ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, F 2 excimer laser light, EUV (extreme ultraviolet ray), VUV (vacuum ultraviolet ray), EB ( Electron beam), X-rays, soft X-rays and the like can be used.
The resist composition according to the first aspect described above is highly useful for ultraviolet rays such as g-rays and i-rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, EB or EUV, and is useful for g-ray, i-ray and the like. It is more useful for ultraviolet rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, and particularly useful for ultraviolet rays such as g-line and i-line and KrF excimer laser light. The resist pattern forming method according to the second aspect is a particularly suitable method when the resist film is irradiated with ultraviolet rays such as g-line or i-line or KrF excimer laser light in the step (ii).

レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、露光されるレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ、前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物、パーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be a normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or a liquid immersion exposure (Liquid Immersion Lithography).
In the immersion exposure, the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index higher than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. It is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of the solvent is not particularly limited as long as it falls within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid, mainly composed of C 3 HCl 2 F 5, C 4 F 9 OCH 3, C 4 F 9 OC 2 H 5, C 5 H 3 F 7 , etc. A fluorine- Examples thereof include liquids, those having a boiling point of 70 to 180° C. are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160° C. are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point within the above range because the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102° C.), and examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine( The boiling point is 174° C.).
As the immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, versatility and the like.

アルカリ現像プロセスで現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。
溶剤現像プロセスで現像処理に用いる有機系現像液が含有する有機溶剤としては、(A)成分(露光前の(A)成分)を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中から適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ニトリル系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
ケトン系溶剤は、構造中にC−C(=O)−Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤である。「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。ニトリル系溶剤は、構造中にニトリル基を含む有機溶剤である。アミド系溶剤は、構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は、構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。
有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中のアルコール系溶剤、エーテル系溶剤のいずれにも該当するものとする。
炭化水素系溶剤は、ハロゲン化されていてもよい炭化水素からなり、ハロゲン原子以外の置換基を有さない炭化水素溶剤である。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
有機系現像液が含有する有機溶剤としては、上記の中でも、極性溶剤が好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が好ましい。
Examples of the alkaline developer used for the developing treatment in the alkaline developing process include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) of 0.1 to 10% by mass.
The organic solvent contained in the organic developing solution used for the developing treatment in the solvent developing process may be any one capable of dissolving the component (A) (component (A) before exposure), and among known organic solvents It can be selected appropriately. Specific examples include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, nitrile solvents, amide solvents, ether solvents, and hydrocarbon solvents.
The ketone solvent is an organic solvent containing C—C(═O)—C in the structure. The ester solvent is an organic solvent containing C—C(═O)—O—C in the structure. The alcohol solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in its structure. "Alcoholic hydroxyl group" means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. A nitrile solvent is an organic solvent containing a nitrile group in its structure. The amide solvent is an organic solvent containing an amide group in its structure. The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure.
Among the organic solvents, there are also organic solvents containing a plurality of functional groups that characterize each of the above-mentioned solvents in the structure, but in that case, it corresponds to any solvent species containing a functional group that the organic solvent has. I shall. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both the alcohol solvent and the ether solvent in the above classification.
The hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent that may be halogenated and does not have a substituent other than a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Among the above, the organic solvent contained in the organic developer is preferably a polar solvent, and is preferably a ketone solvent, an ester solvent, a nitrile solvent, or the like.

ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)等が挙げられる。これらの中でも、ケトン系溶剤としては、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)が好ましい。 Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone. , Methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methylamylketone (2-heptanone) and the like. Among these, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable as the ketone solvent.

エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。 Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monoester. Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate , 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3. -Methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxypentyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, formic acid Propyl, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, propionic acid Ethyl, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate , Propyl-3-methoxypropionate and the like. Of these, butyl acetate is preferable as the ester solvent.

ニトリル系溶剤としては、例えば、アセトニトリル、プロピオ二トリル、バレロニトリル、ブチロ二トリル等が挙げられる。 Examples of the nitrile solvent include acetonitrile, propionitril, valeronitrile, butyronitrile and the like.

有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、有機系現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
If desired, known additives can be added to the organic developer. Examples of the additive include a surfactant. The surfactant is not particularly limited, but, for example, an ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactant can be used. The surfactant is preferably a nonionic surfactant, more preferably a nonionic fluorine-based surfactant or a nonionic silicon-based surfactant.
When the surfactant is blended, the blending amount thereof is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0. 5 mass% is more preferable.

現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The development treatment can be carried out by a known development method, for example, a method of dipping the support in a developing solution for a certain period of time (dip method), raising the developing solution to the surface of the support by surface tension, and then standing still for a certain period of time. Method (paddle method), spraying the developer on the surface of the support (spray method), and applying the developer while scanning the developer application nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed. A method of continuing (dynamic dispensing method) and the like can be mentioned.

溶剤現像プロセスで現像処理後のリンス処理に用いるリンス液が含有する有機溶剤としては、例えば前記有機系現像液に用いる有機溶剤として挙げた有機溶剤のうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種の溶剤を使用する。これらの中でも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールが好ましく、1−ヘキサノール、2−ヘキサノールがより好ましい。
これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。但し、現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下さらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
リンス液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
As the organic solvent contained in the rinse liquid used in the rinse treatment after the development treatment in the solvent development process, for example, among the organic solvents used as the organic solvent used in the organic developer, those which hardly dissolve the resist pattern are appropriately selected. Can be used. Usually, at least one solvent selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent and an ether solvent is used. Among these, at least one selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent and an amide solvent is preferable, and at least one selected from an alcohol solvent and an ester solvent is more preferable. Alcohol solvents are particularly preferred.
The alcohol solvent used for the rinse liquid is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specific examples include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, and benzyl alcohol. Be done. Among these, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferable, and 1-hexanol and 2-hexanol are more preferable.
These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be used by mixing with an organic solvent or water other than the above. However, considering development characteristics, the content of water in the rinse liquid is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass with respect to the total amount of the rinse liquid. The following are particularly preferred.
Known additives may be added to the rinse liquid, if necessary. Examples of the additive include a surfactant. As the surfactant, the same ones as mentioned above can be mentioned, and a nonionic surfactant is preferable, and a nonionic fluorine-based surfactant or a nonionic silicon-based surfactant is more preferable.
When compounding a surfactant, the compounding quantity is usually 0.001 to 5 mass%, preferably 0.005 to 2 mass%, and 0.01 to 0.5 mass% with respect to the total amount of the rinse liquid. % Is more preferable.

リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該リンス処理の方法としては、例えば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。 The rinse treatment (washing treatment) using the rinse liquid can be carried out by a known rinse method. Examples of the rinsing method include a method of continuously applying a rinsing solution onto a support rotating at a constant speed (rotational coating method), a method of immersing the support in the rinsing solution for a certain time (dip method), Examples thereof include a method of spraying a rinse liquid on the surface of the support (spray method).

以上説明した本実施形態のレジストパターン形成方法においては、上述した第1の態様に係るレジスト組成物が用いられているため、エッチング耐性が良好で、かつ、良好な形状のレジストパターンが得られると推測される。 In the resist pattern forming method of the present embodiment described above, since the resist composition according to the first aspect described above is used, it is possible to obtain a resist pattern having good etching resistance and a good shape. Guessed.

かかるレジスト組成物及びレジストパターン形成方法は、例えば、厚膜のレジスト膜が求められる用途に有用である。また、かかるレジスト組成物及びレジストパターン形成方法は、複数段の階段構造を加工する用途に有用であり、本発明を適用することで、メモリ膜の積層化(3次元化、大容量メモリの製造)を高精度で実現し得る。 Such a resist composition and a resist pattern forming method are useful for applications in which a thick resist film is required, for example. Further, such a resist composition and a resist pattern forming method are useful for processing a stepped structure having a plurality of steps, and by applying the present invention, stacking of memory films (three-dimensionalization, production of large-capacity memory). ) Can be realized with high accuracy.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<レジスト組成物の調製>
(実施例1〜10、比較例1〜3)
表1に示す各成分を混合して溶解し、各例のレジスト組成物(固形分濃度30質量%)をそれぞれ調製した。
<Preparation of resist composition>
(Examples 1-10, Comparative Examples 1-3)
The components shown in Table 1 were mixed and dissolved to prepare the resist composition of each example (solid content concentration 30% by mass).

Figure 2020086439
Figure 2020086439

表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−1:下記化学式(A1−1)で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)は10000、分子量分散度(Mw/Mn)は2.14。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n=61/14/25。
In Table 1, each abbreviation has the following meanings. The numerical value in [] is a compounding amount (part by mass).
(A)-1: A polymer compound represented by the following chemical formula (A1-1). The mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement is 10,000, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) is 2.14. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n=61/14/25.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(B1)−1:下記化学式(B1−1)で表される化合物。 (B1)-1: a compound represented by the following chemical formula (B1-1).

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(Z1)−1:下記化学式(Z1−1)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は268.35。
(Z1)−2:下記化学式(Z1−2)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は424.53。
(Z1)−3:下記化学式(Z1−3)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は352.43。
(Z1)−4:下記化学式(Z1−4)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は246.31。
(Z1)−5:下記化学式(Z1−5)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は292.29。
(Z1)-1: a compound represented by the following chemical formula (Z1-1). Mass average molecular weight (Mw) is 268.35.
(Z1)-2: a compound represented by the following chemical formula (Z1-2). Mass average molecular weight (Mw) is 424.53.
(Z1)-3: a compound represented by the following chemical formula (Z1-3). Mass average molecular weight (Mw) is 352.43.
(Z1)-4: a compound represented by the following chemical formula (Z1-4). Mass average molecular weight (Mw) is 246.31.
(Z1)-5: a compound represented by the following chemical formula (Z1-5). Mass average molecular weight (Mw) is 292.29.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(Z2)−1:下記化学式(Z1−1)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は953.21。
(Z2)−2:下記化学式(Z1−2)で表される化合物。質量平均分子量(Mw)は827.1。
(Z2)-1: a compound represented by the following chemical formula (Z1-1). Mass average molecular weight (Mw) is 953.21.
(Z2)-2: a compound represented by the following chemical formula (Z1-2). Mass average molecular weight (Mw) is 827.1.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

(S)−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル(質量比50/50)の混合溶剤。 (S)-1: Mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate/propylene glycol monomethyl ether (mass ratio 50/50).

<レジストパターンの形成方法>
工程(i):
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施したシリコン基板上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、90℃で120秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚5.0μmのレジスト膜を形成した。
工程(ii):
次いで、前記レジスト膜に対し、i線ステッパー(縮小投影露光装置:NSR−2205i14E(ニコン社製;NA(開口数)=0.57,σ=0.67))により、高圧水銀灯(365nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
次いで、110℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行った。
工程(iii):
次いで、現像液として2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業株式会社製)を用い、23℃で60秒間の条件によりアルカリ現像を行った。
その後、100℃で60秒間のベーク処理(ポストベーク)を行った。
その結果、スペース幅3μm、ピッチ15μmの孤立ラインパターン(以下「ISパターン」という。)が形成された。
<Method of forming resist pattern>
Process (i):
The resist composition of each example was applied onto a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane (HMDS) using a spinner, and prebaked (PAB) was performed on a hot plate at 90° C. for 120 seconds. Then, by drying, a resist film having a film thickness of 5.0 μm was formed.
Step (ii):
Then, a high-pressure mercury lamp (365 nm) was applied to the resist film by an i-line stepper (reduction projection exposure apparatus: NSR-2205i14E (manufactured by Nikon Corporation; NA (numerical aperture)=0.57, σ=0.67)). , And selectively irradiated through a mask pattern (6% halftone).
Then, post-exposure bake (PEB) treatment was performed at 110° C. for 60 seconds.
Step (iii):
Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution "NMD-3" (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) as a developer, alkali development is performed under the conditions of 23° C. for 60 seconds. It was
After that, a baking treatment (post-baking) was performed at 100° C. for 60 seconds.
As a result, an isolated line pattern (hereinafter referred to as “IS pattern”) having a space width of 3 μm and a pitch of 15 μm was formed.

<耐ドライエッチング評価>
上述したレジストパターンの形成方法によって形成されたISパターンについて、東京応化工業製エッチング装置を用いて次の条件でドライエッチング行った。
条件:
エッチングガスの種類と流量;テトラフルオロメタン30cc/min.とトリフルオロメタン30cc/min.とヘリウム100cc/min.の混合ガス
圧力;300mmTorr
出力;600w
時間;120秒
ドライエッチング後のISパターンの断面形状を、走査型電子顕微鏡(製品名:S4500;日立製作所社製)で観察し、アンダーカット(パターン下部におけるエッチング)の有無について評価した。結果を表2に示す。
<Dry etching resistance evaluation>
The IS pattern formed by the resist pattern forming method described above was dry-etched under the following conditions using an etching apparatus manufactured by Tokyo Ohka Kogyo.
conditions:
Type and flow rate of etching gas: tetrafluoromethane 30 cc/min. And trifluoromethane 30 cc/min. And helium 100 cc/min. Mixed gas pressure: 300 mmTorr
Output: 600w
Time: 120 seconds The cross-sectional shape of the IS pattern after dry etching was observed with a scanning electron microscope (product name: S4500; manufactured by Hitachi, Ltd.) to evaluate the presence or absence of undercut (etching at the bottom of the pattern). The results are shown in Table 2.

<耐ウェットエッチング評価>
上述したレジストパターンの形成方法によってISパターンが形成された基板の一部を切り取り、23%バッファードフッ酸に12分間浸漬した。
浸漬後のISパターンの断面形状を、走査型電子顕微鏡(製品名:S4500;日立製作所社製)で観察し、サイドエッチング量(μm)を評価した。結果を表2に示す。
<Wet etching resistance evaluation>
A part of the substrate on which the IS pattern was formed by the above-described resist pattern forming method was cut off and immersed in 23% buffered hydrofluoric acid for 12 minutes.
The cross-sectional shape of the IS pattern after immersion was observed with a scanning electron microscope (product name: S4500; manufactured by Hitachi, Ltd.) to evaluate the side etching amount (μm). The results are shown in Table 2.

(パターンの膜減りの評価)
8インチのシリコンウェーハ上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、120℃で90秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚5.0μmのレジスト膜を形成した。
次いで、当該レジスト膜を、現像液として2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業株式会社製)を用い、23℃で60秒間の条件によりアルカリ現像を行った。
その後、スピンコートすることによって振り切り乾燥を行い、レジスト膜の膜厚(nm)をNanospec 6100A(ナノメトリクス社製)を用いることにより測定した。結果を表2に示す。
(Evaluation of pattern film loss)
The resist composition of each example was applied onto an 8-inch silicon wafer by using a spinner, prebaked (PAB) at 120° C. for 90 seconds on a hot plate, and dried to obtain a film thickness. A 5.0 μm resist film was formed.
Then, the resist film is treated with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution "NMD-3" (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) as a developing solution at 23° C. for 60 seconds. Alkali development was carried out.
After that, spin-drying was performed by spin coating, and the film thickness (nm) of the resist film was measured by using Nanospec 6100A (manufactured by Nanometrics). The results are shown in Table 2.

Figure 2020086439
Figure 2020086439

表2に示す結果から、本発明を適用した実施例1〜10のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した場合、パターンの膜減りが抑制され、かつ、ドライエッチング耐性及びウェットエッチング耐性のいずれも良好であることが確認された。 From the results shown in Table 2, when a resist pattern is formed using the resist compositions of Examples 1 to 10 to which the present invention is applied, film reduction of the pattern is suppressed, and both dry etching resistance and wet etching resistance are exhibited. Was also confirmed to be good.

Claims (4)

露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、
酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、
現像液に対する溶解性を抑える溶解防止剤(Z)と、
を含有し、
前記溶解防止剤(Z)は、
質量平均分子量が3000以下で、かつ、分子内にフェノール性水酸基又はカルボキシル基を有する化合物(Z1)と、
質量平均分子量が3000以下で、かつ、下記一般式(z2)で表される化合物(Z2)と、
を含む、レジスト組成物。
Figure 2020086439
[式中、R 20は酸解離性基である。R 30は水素原子又は有機基である。n1は1〜6の整数であり、n2は0〜5の整数である。ただし、n1+n2=6である。]
A resist composition which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution is changed by the action of the acid,
A base material component (A) whose solubility in a developer is changed by the action of an acid,
A dissolution inhibitor (Z) which suppresses solubility in a developing solution,
Containing
The dissolution inhibitor (Z) is
A compound (Z1) having a mass average molecular weight of 3000 or less and having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule,
A compound (Z2) having a mass average molecular weight of 3000 or less and represented by the following general formula (z2):
A resist composition comprising:
Figure 2020086439
[In the formula, R z 20 is an acid dissociable group. R z 30 is a hydrogen atom or an organic group. n1 is an integer of 1 to 6, and n2 is an integer of 0 to 5. However, n1+n2=6. ]
前記溶解防止剤(Z)の含有量が、前記基材成分(A)100質量部に対し、30質量部以下である、請求項1に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1, wherein the content of the dissolution inhibitor (Z) is 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the base component (A). 前記化合物(Z1)と前記化合物(Z2)との配合比(質量比)が、
Z1:Z2=75:25〜25:75である、請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
The compounding ratio (mass ratio) of the compound (Z1) and the compound (Z2) is
The resist composition according to claim 1 or 2, wherein Z1:Z2=75:25 to 25:75.
支持体上に、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程(i)、前記レジスト膜を露光する工程(ii)、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程(iii)を有する、レジストパターン形成方法。 A step (i) of forming a resist film using the resist composition according to any one of claims 1 to 3 on a support, a step (ii) of exposing the resist film, and a step after the exposure. A method for forming a resist pattern, comprising a step (iii) of developing a resist film to form a resist pattern.
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