JP2022122988A - レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 - Google Patents

レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 Download PDF

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JP2022122988A
JP2022122988A JP2022092329A JP2022092329A JP2022122988A JP 2022122988 A JP2022122988 A JP 2022122988A JP 2022092329 A JP2022092329 A JP 2022092329A JP 2022092329 A JP2022092329 A JP 2022092329A JP 2022122988 A JP2022122988 A JP 2022122988A
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達郎 増山
Tatsuro Masuyama
幸司 市川
Koji Ichikawa
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】良好なマスクエラーファクター(MEF)及び良好なCD均一性(CDU)で、レジストパターンを製造することができるレジスト組成物を提供する。【解決手段】酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂、及び式(aa2)で表されるアニオンを有し、かつハンセン溶解度パラメータにおいて、極性項(δp)が15(MPa)1/2以上、かつ、水素結合項(δh)が12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下である酸を発生させる塩である酸発生剤を含有するレジスト組成物。TIFF2022122988000118.tif57121【選択図】なし

Description

本発明は、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。
特許文献1には、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Figure 2022122988000001
特許文献2には、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Figure 2022122988000002
特許文献3には、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Figure 2022122988000003
特許文献4には、下記式で表される塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物が記載
されている。
Figure 2022122988000004
特開2006-257078号公報 特開2007-224008号公報 特開2013-41257号公報 特開2012-97074号公報
従来のレジスト組成物は、レジストパターンの製造時のCD均一性(CDU)及びマス
クエラーファクター(MEF)の両方を必ずしも満足できるものではなかった。
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂及び酸発生剤を含有するレジスト組成物
であって、
前記酸発生剤は、ハンセン溶解度パラメータにおいて、極性項(δp)が15(MPa
1/2以上、かつ、水素結合項(δh)が12(MPa)1/2以上15(MPa)
/2以下である酸を発生させる酸発生剤であるレジスト組成物。
〔2〕酸発生剤は、モル体積が850cm/mol以上の酸を発生させる酸発生剤で
ある〔1〕記載のレジスト組成物。
〔3〕酸不安定基を有する構造単位が、式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1
-2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種である〔1〕又は〔2
〕記載のレジスト組成物。
Figure 2022122988000005
[式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)中、
a01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、-O-又は-O-(CHk1
CO-O-を表し、k1は1~7のいずれかの整数を表し、*は-CO-との結合手を表
す。
a01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~
18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
a6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~18の
脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0~14のいずれかの整数を表す。
n1は0~10のいずれかの整数を表す。
n1’は0~3のいずれかの整数を表す。]
〔4〕樹脂が、さらに、ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位を含む
〔1〕~〔3〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔5〕ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位が、式(a3-4)で表
される構造単位である〔4〕記載のレジスト組成物。
Figure 2022122988000006
[式(a3-4)中、
a24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、水素原子又はハ
ロゲン原子を表す。
a7は、-O-、-O-La8-O-、-O-La8-CO-O-、-O-L
a8-CO-O-La9-CO-O-又は-O-La8-O-CO-La9-O-を表
す。
*は-CO-との結合手を表す。
a8及びLa9は、互いに独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
a25は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
w1は、0~8のいずれかの整数を表す。w1が2以上のとき、複数のRa25は互い
に同一であってもよく、異なってもよい。]
〔6〕樹脂が、さらに、ヒドロキシ基を有する構造単位を含む〔1〕~〔5〕のいずれ
か記載のレジスト組成物。
〔7〕酸発生剤から発生する酸が、-O-SO-O-を含む環構造を有する〔1〕~〔
6〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔8〕さらに、フッ素原子を有する構造単位を含む樹脂を含有する〔1〕~〔7〕のい
ずれか記載のレジスト組成物。
〔9〕酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩をさらに含有する〔
1〕~〔8〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔10〕(1)〔1〕~〔9〕のいずれかに記載のレジスト組成物を基板上に塗布する
工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
本発明のレジスト組成物から形成されるレジストパターンは、良好なCDU及び良好な
MEFでレジストパターンを製造することができる。
また、本明細書において「(メタ)アクリル系モノマー」とは、分子内に「CH2=C
H-CO-」を有するモノマー及び「CH2=C(CH3)-CO-」を有するモノマーの
少なくとも一種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸
」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも一種」及び「アクリル
酸及びメタクリル酸の少なくとも一種」を意味する。
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、
酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある。)及
び酸発生剤(以下「酸発生剤(I)」という場合がある)を含有する。
ここで、「酸不安定基」とは、脱離基を有し、酸との接触により脱離基が脱離して、構
成単位が親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を有する構成単位に変換す
る基を意味する。
本発明のレジスト組成物は、さらに、樹脂(A)以外の樹脂(以下、樹脂(X)という
場合がある)を、酸発生剤(I)以外の酸発生剤、クエンチャー(以下、「クエンチャー
(C)」という場合がある)及び溶剤(以下、「溶剤(E)」という場合がある)等の1
以上を含有してもよく、クエンチャー(C)及び/又は溶剤(E)を含有することが好ま
しい。
<ハンセン溶解度パラメータ>
本発明のレジスト組成物において、所望の特性を備える酸発生剤を特定するための一例
として、ハンセン溶解度パラメータ(Hansen solubility parame
ters)を利用することができる。
ハンセン溶解度パラメータは、物質の溶解度を3つの成分(分散項δd、極性項δp、
水素結合項δh)に分割し、3次元空間に表したものである。分散項δdは分散力のよる
効果、極性項δpは双極子間力による効果、水素結合項δhは水素結合力の効果を示す。
ハンセン溶解度パラメータの定義と計算は、CharlesM.Hansen著、Ha
nsen Solubility Parameters: A Users Handbo
ok (CRCプレス、2007年)に記載されている。また、コンピュータソフトウエ
ア Hansen Solubility Parameters in Practice
(HSPiP)を用いることにより、文献値等が知られていない化合物に関しても、その
化学構造から簡便にハンセン溶解度パラメータを推算することができる。本発明における
酸発生剤(I)から発生する酸は、HSPiPバージョン4.1を用いて、推算値を用い
ることにより、分散項δd、極性項δp、水素結合項δhを求めた。
本発明における酸発生剤(I)は、ハンセン溶解度パラメータ座標(δd、δp、δh
)において、極性項(δp)が、15(MPa)1/2以上である酸を発生させるもので
あり、15.5以上であるものが好ましく、16以上であるものがより好ましい。また、
極性項(δp)は、19以下であるものが好ましく、18.5以下であるものがより好ま
しい。
また、水素結合項(δh)が、12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下で
ある酸を発生させるものであり、12.5(MPa)1/2以上15(MPa)1/2
下であるものがより好ましく、13(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下であ
るものがよりさらに好ましい。
さらに、酸発生剤(I)は、モル体積が850cm/mol以上の酸を発生させるも
のが好ましく、900cm/mol以上であることがより好ましく、3000cm
mol以下であることが好ましく、2000cm/mol以上であることがより好まし
い。酸発生剤(I)のモル体積は、Chem Draw Ultra Ver11.0 Cl
inical Vol.により算出される。
酸発生剤(I)は、酸の上述した極性項、水素結合項及びモル体積を同時に満足するも
のがより一層好ましい。
<樹脂(A)>
樹脂(A)は、酸不安定基を有する構造単位(以下「構造単位(a1)」という場合が
ある)を含む樹脂であり、酸の作用により分解し、酢酸ブチルへの溶解性が減少する特性
を有することが好ましい。ここで、酸不安定基とは、脱離基を有し、酸との接触により脱
離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意
味する。
樹脂(A)は、さらに、構造単位(a1)以外の構造単位を含んでいることが好ましい
。構造単位(a1)以外の構造単位としては、酸不安定基を有さない構造単位(以下「構
造単位(s)」という場合がある)、その他の構造単位(以下「構造単位(t)」という
場合がある)が挙げられる。
<構造単位(a1)>
構造単位(a1)は、酸不安定基を有するモノマー(以下「モノマー(a1)」という
場合がある)から導かれる。
樹脂(A)に含まれる酸不安定基は、式(1)で表される基及び/又は式(2)で表さ
れる基が好ましい。
Figure 2022122988000007
[式(1)中、Ra1~Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素
数3~20の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せた基を表すか、Ra1及びRa2は互
いに結合してそれらが結合する炭素原子とともに炭素数3~20の2価の脂環式炭化水素
基を形成する。
naは、0又は1を表す。
*は結合手を表す。]
Figure 2022122988000008
[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~1
2の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1~20の炭化水素基を表すか、Ra2’
びRa3’は互いに結合してそれらが結合する炭素原子及びXとともに炭素数3~20の
2価の複素環基を形成し、該炭化水素基及び該2価の複素環基に含まれる-CH-は、
-O-又は-S-で置き換わってもよい。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
*は結合手を表す。]
a1~Ra3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル
基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基等が挙げられる

a1~Ra3の脂環式炭化水素基としては、単環式及び多環式のいずれでもよい。単
環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シク
ロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭
化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及
び下記の基(*は結合手を表す。)等が挙げられる。Ra1~Ra3の脂環式炭化水素基
は、好ましくは炭素数3~16の脂環式炭化水素基である。
Figure 2022122988000009
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組合せた基としては、例えば、メチルシクロヘキシ
ル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基、シクロヘキシルメチル基、ア
ダマンチルメチル基、ノルボルニルエチル基等が挙げられる。
naは、好ましくは0である。
a1及びRa2が互いに結合して2価の脂環式炭化水素基を形成する場合の-C(R
a1)(Ra2)(Ra3)としては、下記の基が挙げられる。2価の脂環式炭化水素基
は、好ましくは炭素数3~12である。*は-O-との結合手を表す。
Figure 2022122988000010
式(1)で表される基としては、1,1-ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1
)中においてRa1~Ra3がアルキル基である基が挙げられ、好ましくはtert-ブ
トキシカルボニル基)、2-アルキルアダマンタン-2-イルオキシカルボニル基(式(
1)中、Ra1、Ra2及びこれらが結合する炭素原子がアダマンチル基を形成し、R
がアルキル基である基)及び1-(アダマンタン-1-イル)-1-アルキルアルコキ
シカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマン
チル基である基)等が挙げられる。
a1’~Ra3’の炭化水素基としては、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭
化水素基及びこれらを組合せることにより形成される基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記と同様のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p-メチルフェ
ニル基、p-tert-ブチルフェニル基、p-アダマンチルフェニル基、トリル基、キ
シリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6-ジエチ
ルフェニル基、2-メチル-6-エチルフェニル基等のアリール基等が挙げられる。
a2’及びRa3’が互いに結合してそれらが結合する炭素原子及びXとともに形成
する2価の複素環基としては、下記の基が挙げられる。*は、結合手を表す。
Figure 2022122988000011
a1’及びRa2’のうち、少なくとも1つは水素原子であることが好ましい。
式(2)で表される基の具体例としては、以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。
Figure 2022122988000012
モノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基とエチレン性不飽和結合とを有するモノ
マー、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5~20
の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を
有するモノマー(a1)に由来する構造単位を有する樹脂(A)をレジスト組成物に使用
すれば、レジストパターンの解像度を向上させることができる。
式(1)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位として
、好ましくは、式(a1-0)で表される構造単位、式(a1-1)で表される構造単位
又は式(a1-2)で表される構造単位が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、
2種以上を併用してもよい。本明細書では、式(a1-0)で表される構造単位、式(a
1-1)で表される構造単位及び式(a1-2)で表される構造単位を、それぞれ構造単
位(a1-0)、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-2)という場合がある。
Figure 2022122988000013
[式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)中、
a01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、-O-又は-O-(CHk1
CO-O-を表し、k1は1~7のいずれかの整数を表し、*は-CO-との結合手を表
す。
a01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
a02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~
18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
a6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~18の
脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0~14のいずれかの整数を表す。
n1は0~10のいずれかの整数を表す。
n1’は0~3のいずれかの整数を表す。]
a01、La1及びLa2は、好ましくは酸素原子又は-O-(CHk01
CO-O-であり(但し、k01は、好ましくは1~4のいずれかの整数、より好ましく
は1である。)、より好ましくは酸素原子である。
a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7のアルキル基、脂環式炭化水素基及
びこれらを組合せた基としては、式(1)のRa1~Ra3で挙げた基と同様の基が挙げ
られる。
a02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7のアルキル基の炭素数は、好ましく
は1~6であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。
a02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7の脂環式炭化水素基の炭素数は、好
ましくは3~8であり、より好ましくは3~6である。
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組合せた基は、これらアルキル基と脂環式炭化水素
基とを組合せた合計炭素数が4~18であることが好ましい。このような基としては、例
えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基、メ
チルアダマンチル基、シクロヘキシルメチル基、メチルシクロへキシルメチル基、アダマ
ンチルメチル基、ノルボルニルメチル基等が挙げられる。
a04は、好ましくは炭素数1~6のアルキル基又は炭素数5~12の脂環式炭化水
素基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、シクロヘキシル基又はアダマンチル基
である。
m1は、好ましくは0~3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0~3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。
構造単位(a1-0)としては、例えば、式(a1-0-1)~式(a1-0-12)
のいずれかで表される構造単位及び式(a1-0)中のRa01に相当するメチル基が水
素原子に置き換わった構造単位が挙げられ、式(a1-0-1)~式(a1-0-10)
のいずれかで表される構造単位が好ましい。
Figure 2022122988000014
構造単位(a1-1)としては、例えば、特開2010-204646号公報に記載さ
れたモノマーに由来する構造単位が挙げられる。中でも、式(a1-1-1)~式(a1
-1-4)のいずれかで表される構造単位が好ましい。
Figure 2022122988000015
構造単位(a1-2)としては、好ましくは式(a1-2-1)~式(a1-2-6)
のいずれかで表される構造単位が挙げられ、より好ましくは式(a1-2-2)及び式(
a1-2-5)で表される構造単位が好ましい。
Figure 2022122988000016
上記の構造単位において、式(a1-1)又は式(a1-2)中のRa4、Ra5に相
当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位も、上記構造単位の具体例として挙げ
られる。
樹脂(A)が構造単位(a1-0)及び/又は構造単位(a1-1)及び/又は構造単
位(a1-2)を含む場合、これらの合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対
して、通常10~95モル%であり、好ましくは15~90モル%であり、より好ましく
は20~85モル%である。
さらに、基(1)を有する構造単位(a1)としては、以下の構造単位式(a1-3-
1)~(a1-3-7)で表される構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000017
樹脂(A)が上記構造単位を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対し
て、10~95モル%が好ましく、15~90モル%がより好ましく、20~85モル%
がさらに好ましい。
さらに、式(2)で表される基を有する構造単位(a1)(以下、「構造単位(a1-
4)」という場合がある。)としては、以下の構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000018
[式(a1-4)中、
a32は、水素原子、ハロゲン原子、又は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6
のアルキル基を表す。
a33は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6の
アルコキシ基、炭素数2~4のアルキルカルボニル基、炭素数2~4のアルキルカルボニ
ルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
laは0~4のいずれかの整数を表す。laが2以上である場合、複数のRa33は互い
に同一であっても異なってもよい。
a34及びRa35はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~12の炭化水素基を表し、
a36は、炭素数1~20の炭化水素基を表すか、Ra35及びRa36は互いに結合してそれ
らが結合する-C-O-とともに炭素数2~20の2価の炭化水素基を形成し、該炭化水
素基及び該2価の炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-又は-S-で置き換わって
もよい。]
構造単位(a1-4)としては、例えば、特開2010-204646号公報に記載さ
れたモノマー由来の構造単位が挙げられる。好ましくは、式(a1-4-1)~式(a1
-4-8)でそれぞれ表される構造単位及びRa32に相当する水素原子がメチル基に置
き換わった構造単位が挙げられ、より好ましくは、式(a1-4-1)~式(a1-4-
5)でそれぞれ表される構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000019
樹脂(A)が上記構造単位を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対し
て、10~95モル%が好ましく、15~90モル%がより好ましく、20~85モル%
がさらに好ましく、25~65モル%が一層好ましい。
式(2)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位として
は、式(a1-5)で表される構造単位(以下「構造単位(a1-5)」という場合があ
る)も挙げられる。
Figure 2022122988000020
[式(a1-5)中、
a8は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、水素原子又はハロ
ゲン原子を表す。
a1は、単結合又は*-(CHh3-CO-L54-を表し、h3は1~4のい
ずれかの整数を表し、*は、L51との結合手を表す。
51、L52、L53及びL54は、それぞれ独立に、-O-又は-S-を表す。
s1は、1~3のいずれかの整数を表す。
s1’は、0~3のいずれかの整数を表す。]
ハロゲン原子としては、フッ素原子及び塩素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子が
挙げられる。ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基
、フルオロメチル基及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
式(a1-5)においては、Ra8は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基
であることが好ましい。
51は、酸素原子であることが好ましい。
52及びL53のうち、一方が-O-であり、他方が-S-であることが好ましい。
s1は、1であることが好ましい。
s1’は、0~2のいずれかの整数であることが好ましい。
a1は、単結合又は*-CH-CO-O-であることが好ましい。
構造単位(a1-5)を導くモノマーとしては、例えば、特開2010-61117号
公報に記載されたモノマーが挙げられる。中でも、式(a1-5-1)~式(a1-5-
4)でそれぞれ表されるモノマーが好ましく、式(a1-5-1)又は式(a1-5-2
)で表されるモノマーがより好ましい。
Figure 2022122988000021
樹脂(A)が、構造単位(a1-5)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構
造単位の合計に対して、1~50モル%であることが好ましく、3~45モル%であるこ
とがより好ましく、5~40モル%であることがさらに好ましい。
樹脂(A)中の酸不安定基を有する構造単位(a1)としては、構造単位(a1-0)
、構造単位(a1-1)、構造単位(a1-2)及び構造単位(a1-5)からなる群か
ら選ばれる少なくとも一種以上が好ましく、少なくとも二種以上がより好ましく、構造単
位(a1-1)及び構造単位(a1-2)の組合せ、構造単位(a1-2)及び構造単位
(a1-0)の組合せ、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-0)の組合せ、構造
単位(a1-0)、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-2)の組合せがさらに好
ましく、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-0)の組合せ、構造単位(a1-2
)及び構造単位(a1-0)の組合せ、構造単位(a1-0)、構造単位(a1-1)及
び構造単位(a1-2)の組合せがとりわけより好ましい。
構造単位(a1)は、好ましくは構造単位(a1-2)を含む。
〈構造単位(s)〉
構造単位(s)は、酸不安定基を有さないモノマー(以下「モノマー(s)」という場
合がある)から導かれる。モノマー(s)としては、レジスト分野で公知の酸不安定基を
有さないモノマーを使用できる。
構造単位(s)としては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するのが好ましい。ヒドロ
キシ基を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a2)」という場
合がある)及び/又はラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構
造単位(a3)」という場合がある)を有する樹脂を本発明のレジスト組成物に使用すれ
ば、レジストパターンの解像度及び基板との密着性を向上させることができる。
〈構造単位(a2)〉
構造単位(a2)が有するヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基でも、フェノー
ル性ヒドロキシ基でもよい。
本発明のレジスト組成物からレジストパターンを製造するとき、露光光源としてKrF
エキシマレーザ(248nm)、電子線又はEUV(超紫外光)等の高エネルギー線を用
いる場合には、構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(
a2)を用いることが好ましい。また、ArFエキシマレーザ(193nm)等を用いる
場合には、構造単位(a2)として、アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2
)が好ましい。構造単位(a2)としては、1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を
含んでいてもよい。
樹脂(A)が、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2-0)を有する場合
、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、5~95モル%であることが
好ましく、10~80モル%であることがより好ましく、15~80モル%であることが
さらに好ましく、35~65モル%が一層好ましい。
アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)としては、式(a2-1)で表さ
れる構造単位(以下「構造単位(a2-1)」という場合がある。)が挙げられる。
Figure 2022122988000022
[式(a2-1)中、
a3は、-O-又は-O-(CHk2-CO-O-を表し、
k2は1~7のいずれかの整数を表す。*は-CO-との結合手を表す。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表
す。
o1は、0~10のいずれかの整数を表す。]
式(a2-1)では、La3は、好ましくは-O-、-O-(CHf1-CO-O
-であり(前記f1は、1~4のいずれかの整数である)、より好ましくは-O-である

a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0~3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
構造単位(a2-1)としては、例えば、特開2010-204646号公報に記載さ
れたモノマーから誘導される構造単位が挙げられ、好ましくは、式(a2-1-1)~式
(a2-1-3)のいずれかで表される構造単位が挙げられ、より好ましくは式(a2-
1-1)~式(a2-1-2)のいずれかで表される構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000023
上記構造単位においては、式(a2-1)中のRa14に相当するメチル基が水素原子
に置き換わった化合物も、上記構造単位の具体例として挙げられる。
樹脂(A)が構造単位(a2-1)を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単
位の合計に対して、通常1~45モル%であり、好ましくは1~40モル%であり、より
好ましくは1~35モル%であり、さらに好ましくは2~20モル%である。
〈構造単位(a3)〉
本発明の樹脂(A)は、構造単位(a1)に加えて、さらに、構造単位(a3)を有す
ることが好ましい。
構造単位(a3)が有するラクトン環は、β-プロピオラクトン環、γ-ブチロラクト
ン環、δ-バレロラクトン環のような単環でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮
合環でもよい。好ましくは、γ-ブチロラクトン環、アダマンタンラクトン環又はγ-ブ
チロラクトン環構造を含む橋かけ環が挙げられる。
構造単位(a3)は、好ましくは式(a3-1)、式(a3-2)、式(a3-3)又
は式(a3-4)で表される構造単位である。これらの1種を単独で含有してもよく、2
種以上を含有してもよい。
Figure 2022122988000024
[式(a3-1)、式(a3-2)、式(a3-3)及び式(a3-4)中、
a4、La5及びLa6は、-O-又は-O-(CHk3-CO-O-(k3
は1~7のいずれかの整数を表す。)で表される基を表す。
a7は、-O-、-O-La8-O-、-O-La8-CO-O-、-O-L
a8-CO-O-La9-CO-O-又は-O-La8-O-CO-La9-O-を表
す。
a8及びLa9は、互いに独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
*はカルボニル基との結合手を表す。
a18、Ra19及びRa20は、水素原子又はメチル基を表す。
a24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、水素原子又はハ
ロゲン原子を表す。
a21は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
a22、Ra23及びRa25は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1~4の脂肪
族炭化水素基を表す。
p1は0~5のいずれかの整数を表す。
q1は、0~3のいずれかの整数を表す。
r1は、0~3のいずれかの整数を表す。
w1は、0~8のいずれかの整数を表す。
p1、q1、r1及び/又はw1が2以上のとき、複数のRa21、Ra22、Ra2
及び/又はRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。]
a21、Ra22及びRa23の炭素数1~4の脂肪族炭化水素基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ter
t-ブチル基等が挙げられる。
a24のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が
挙げられる。
a24のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル
基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基及びn-ヘ
キシル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1~4のアルキル基が挙げられ、より好ましく
はメチル基又はエチル基が挙げられる。
a24のハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフ
ルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロ
ブチル基、ペルフルオロsec-ブチル基、ペルフルオロtert-ブチル基、ペルフル
オロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、
トリヨードメチル基等が挙げられる。
a8及びLa9のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン-
1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン
-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、2-メ
チルプロパン-1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,2-ジイル基、ペンタン-
1,4-ジイル基及び2-メチルブタン-1,4-ジイル基等が挙げられる。
式(a3-1)~式(a3-4)において、
a4~La6は、それぞれ独立に、好ましくは-O-又は、k3が1~4のいずれか
の整数である*-O-(CHk3-CO-O-で表される基であり、より好ましくは
-O-及び、*-O-CH-CO-O-であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a7は、好ましくは-O-又は-O-La8-CO-O-であり、より好ましくは
-O-、-O-CH-CO-O-又は-O-C-CO-O-である。
a18~Ra21は、好ましくはメチル基である。
a24は、好ましくは水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、より好ましく
は水素原子、メチル基又はエチル基であり、さらに好ましくは水素原子又はメチル基であ
る。
a22、Ra23及びRa25は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シア
ノ基又はメチル基である。
p1、q1、r1及びw1は、それぞれ独立に、好ましくは0~2のいずれかの整数で
あり、より好ましくは0又は1である。
式(a3-4)は、式(a3-4)’が特に好ましい。
Figure 2022122988000025
(式中、Ra24、La7は、上記と同じ意味を表す。)
構造単位(a3)を導くモノマーとしては、特開2010-204646号公報に記載
されたモノマー、特開2000-122294号公報に記載されたモノマー、特開201
2-41274号公報に記載されたモノマーが挙げられる。構造単位(a3)としては、
以下のいずれかで表される構造単位が好ましく、式(a3-1-1)、式(a3-2-3
)及び式(a3-4-1)~式(a3-4-12)のいずれかで表される構造単位がより
好ましく、式(a3-4-1)~式(a3-4-12)のいずれかで表される構造単位が
さらに好ましく、式(a3-4-1)~式(a3-4-6)のいずれかで表される構造単
位がさらにより好ましい。
Figure 2022122988000026
Figure 2022122988000027
上記構造単位においては、式(a3-1)~式(a3-4)中のRa18、Ra19
a20及びRa24に相当するメチル基が水素原子に置き換わった化合物も、構造単位
(a3)の具体例として挙げられる。
樹脂(A)が構造単位(a3)を含む場合、その合計含有率は、樹脂(A)の全構造単
位の合計に対して、通常5~70モル%であり、好ましくは10~65モル%であり、よ
り好ましくは10~60モル%である。
また、構造単位(a3-1)、構造単位(a3-2)、構造単位(a3-3)及び構造
単位(a3-4)の含有率は、それぞれ、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、5~
60モル%であることが好ましく、5~50モル%であることがより好ましく、10~5
0モル%であることがさらに好ましい。
〈構造単位(t)〉
構造単位(t)としては、構造単位(a2)及び構造単位(a3)以外にハロゲン原子
を有していてもよい構造単位(以下、場合により「構造単位(a4)」という。)及び非
脱離炭化水素基を有する構造単位(以下「構造単位(a5)」という場合がある)などが
挙げられる。
構造単位(a4)としては、式(a4-0)で表される構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000028
[式(a4-0)中、
は、水素原子又はメチル基を表す。
は、単結合又は炭素数1~4の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
は、炭素数1~8のペルフルオロアルカンジイル基又は炭素数3~12のペルフル
オロシクロアルカンジイル基を表す。
は、水素原子又はフッ素原子を表す。]
の脂肪族飽和炭化水素基としては、炭素数1~4のアルカンジイル基が挙げられ、
例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイ
ル基等の直鎖状アルカンジイル基、直鎖状アルカンジイル基に、アルキル基(特に、メチ
ル基、エチル基等)の側鎖を有したもの、エタン-1,1-ジイル基、プロパン-1,2
-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル基及び2
-メチルプロパン-1,2-ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
のペルフルオロアルカンジイル基としては、ジフルオロメチレン基、ペルフルオロ
エチレン基、ペルフルオロエチルフルオロメチレン基、ペルフルオロプロパン-1,3-
ジイル基、ペルフルオロプロパン-1,2-ジイル基、ペルフルオロプロパン-2,2-
ジイル基、ペルフルオロブタン-1,4-ジイル基、ペルフルオロブタン-2,2-ジイ
ル基、ペルフルオロブタン-1,2-ジイル基、ペルフルオロペンタン-1,5-ジイル
基、ペルフルオロペンタン-2,2-ジイル基、ペルフルオロペンタン-3,3-ジイル
基、ペルフルオロヘキサン-1,6-ジイル基、ペルフルオロヘキサン-2,2-ジイル
基、ペルフルオロヘキサン-3,3-ジイル基、ペルフルオロヘプタン-1,7-ジイル
基、ペルフルオロヘプタン-2,2-ジイル基、ペルフルオロヘプタン-3,4-ジイル
基、ペルフルオロヘプタン-4,4-ジイル基、ペルフルオロオクタン-1,8-ジイル
基、ペルフルオロオクタン-2,2-ジイル基、ペルフルオロオクタン-3,3-ジイル
基、ペルフルオロオクタン-4,4-ジイル基等が挙げられる。
3のペルフルオロシクロアルカンジイル基としては、ペルフルオロシクロヘキサンジ
イル基、ペルフルオロシクロペンタンジイル基、ペルフルオロシクロヘプタンジイル基、
ペルフルオロアダマンタンジイル基等が挙げられる。
は、好ましくは単結合、メチレン基又はエチレン基であり、より好ましくは単結合
又はメチレン基である。
は、好ましくは炭素数1~6のペルフルオロアルカンジイル基であり、より好まし
くは炭素数1~3のペルフルオロアルカンジイル基である。
構造単位(a4-0)としては、以下に示す構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000029
Figure 2022122988000030
Figure 2022122988000031
上記の構造単位において、式(a4-0)中のR5に相当するメチル基が水素原子に置
き換わった構造単位も、構造単位(a4-0)の具体例として挙げることができる。
構造単位(a4)としては、式(a4-1)で表される構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000032
[式(a4-1)中、
a41は、水素原子又はメチル基を表す。
a42は、置換基を有していてもよい炭素数1~20の炭化水素基を表し、該炭化水
素基に含まれる-CH-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよい。
a41は、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルカンジイル基又は式(a-
g1)で表される基を表す。]
Figure 2022122988000033
[式(a-g1)中、
sは0又は1を表す。
a42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~5の
2価の脂肪族炭化水素基を表す。
a43は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1~5の2価の脂肪族炭化水
素基を表す。
a41及びXa42は、それぞれ独立に、-O-、-CO-、-CO-O-又は-O
-CO-を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は7以
下である。
*で表される2つの結合手のうち、右側の*が-O-CO-Ra42との結合手である
。]
a42の炭化水素基としては、鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基
、並びにこれらを組合せることにより形成される基が挙げられる。
鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基は、炭素-炭素不飽和結合を有していてもよいが、鎖
式及び環式の脂肪族飽和炭化水素基並びにこれらを組合せることにより形成される基が好
ましい。該脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖又は分岐のアルキル基及び単環又は多環
の脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組み合わせることによ
り形成される脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
鎖式の脂肪族炭化水素基としては、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、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-デシル基
、n-ドデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基及び
n-オクタデシル基が挙げられる。環式の脂肪族炭化水素基としては、シクロペンチル基
、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基;デカ
ヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基(*は結合手を表す。
)等の多環式の脂環式炭化水素基が挙げられる。
Figure 2022122988000034
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基
、フェナントリル基及びフルオレニル基が挙げられる。
a42の置換基としては、ハロゲン原子又は式(a-g3)で表される基が挙げられ
る。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ
、好ましくはフッ素原子が挙げられる。
Figure 2022122988000035
[式(a-g3)中、
a43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を
表す。
a45は、少なくとも1つのハロゲン原子を有する炭素数1~17の脂肪族炭化水素
基を表す。
*は結合手を表す。]
a45の脂肪族炭化水素基としては、Ra42で例示したものと同様の基が挙げられ
る。
a42は、ハロゲン原子を有してもよい脂肪族炭化水素基であることが好ましく、ハ
ロゲン原子を有するアルキル基及び/又は式(a-g3)で表される基を有する脂肪族炭
化水素基であることがより好ましい。
a42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、Ra42は好ましくは
フッ素原子を有する脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはペルフルオロアルキル基又
はペルフルオロシクロアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数が1~6のペルフルオ
ロアルキル基であり、特に好ましくは炭素数1~3のペルフルオロアルキル基である。ペ
ルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフ
ルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキ
シル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基等が挙げられる。ペルフル
オロシクロアルキル基としては、ペルフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。
a42が、式(a-g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基である場合、式(
a-g3)で表される基に含まれる炭素数を含めて、脂肪族炭化水素基の総炭素数は、1
5以下が好ましく、12以下がより好ましい。式(a-g3)で表される基を置換基とし
て有する場合、その数は1個が好ましい。
式(a-g3)で表される基のより好ましい構造は、以下の構造である。
Figure 2022122988000036
a41のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-
ジイル基、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
-ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;プロパン-1,2-ジイル基、ブタン-1,3
-ジイル基、2-メチルプロパン-1,2-ジイル基、1-メチルブタン-1,4-ジイ
ル基、2-メチルブタン-1,4-ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
a41のアルカンジイル基における置換基としては、ヒドロキシ基及び炭素数1~6
のアルコキシ基等が挙げられる。
a41は、好ましくは炭素数1~4のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素
数2~4のアルカンジイル基であり、さらに好ましくはエチレン基である。
基(a-g1)におけるAa42、Aa43及びAa44の脂肪族炭化水素基は、炭素
-炭素不飽和結合を有していてもよいが、脂肪族飽和炭化水素基であることが好ましい。
該脂肪族飽和炭化水素基としては、アルキル基(当該アルキル基は直鎖でも分岐していて
もよい)及び脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組合せるこ
とにより形成される脂肪族炭化水素基等が挙げられる。具体的には、メチレン基、エチレ
ン基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、ブタン-1,4-ジ
イル基、1-メチルプロパン-1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,3-ジイル
基、2-メチルプロパン-1,2-ジイル基等が挙げられる。
a42、Aa43及びAa44の脂肪族炭化水素基の置換基としては、ヒドロキシ基
及び炭素数1~6のアルコキシ基等が挙げられる。
sは、0であることが好ましい。
a42が酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表
す基(a-g1)としては、以下の基等が挙げられる。以下の例示において、*及び**
はそれぞれ結合手を表わし、**が-O-CO-Ra42との結合手である。
Figure 2022122988000037
式(a4-1)で表される構造単位としては、以下の構成単位及び式(a4-1)中の
a41に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000038
Figure 2022122988000039
構造単位(a4)としては、式(a4-4)で表される構造単位も挙げられる。
Figure 2022122988000040
[式(a4-4)中、
f21は、水素原子又はメチル基を表す。
f21は、-(CHj1-、-(CHj2-O-(CHj3-又は-(
CHj4-CO-O-(CHj5-を表す。
j1~j5は、それぞれ独立に、1~6のいずれかの整数を表す。
f22は、フッ素原子を有する炭素数1~10の炭化水素基を表す。]
f22のフッ素原子を有する炭化水素基としては炭素数1~10のアルキル基又はフ
ッ素原子を有する炭素数1~10の脂環式炭化水素基が挙げられる具体的には、ジフルオ
ロメチル基、トリフルオロメチル基、1,1-ジフルオロエチル基、2,2-ジフルオロ
エチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、1,1,2,2
-テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロピル基、ペ
ルフルオロエチルメチル基、1-(トリフルオロメチル)-1,2,2,2-テトラフル
オロエチル基、1-(トリフルオロメチル)-2,2,2-トリフルオロエチル基、ペル
フルオロプロピル基、1,1,2,2-テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,
3-ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4-オクタフルオロブチル
基、ペルフルオロブチル基、1,1-ビス(トリフルオロ)メチル-2,2,2-トリフ
ルオロエチル基、2-(ペルフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4
,4-オクタフルオロペンチル基、ペルフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,
4,4,5,5-デカフルオロペンチル基、1,1-ビス(トリフルオロメチル)-2,
2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(ペルフルオロブチル)エチル基、1
,1,2,2,3,3,4,4,5,5-デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3
,3,4,4,5,5,6,6-ドデカフルオロヘキシル基、ペルフルオロペンチルメチ
ル基、ペルフルオロヘキシル基ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロアダマンチ
ル基等が挙げられる。フッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基であることがより
好ましく、フッ素原子を有する炭素数1~6のアルキル基であることがさらに好ましい。
式(a4-4)で表される構造単位としては、例えば、以下の構造単位及び式(a4-
4)中のRf21に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000041
樹脂(A)が、構造単位(a4)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単
位の合計に対して、1~20モル%であることが好ましく、2~15モル%であることが
より好ましく、3~10モル%であることがさらに好ましい。
<構造単位(a5)>
構造単位(a5)が有する非脱離炭化水素基としては、直鎖、分岐又は環状の炭化水素
基が挙げられる。なかでも、構造単位(a5)は、脂環式炭化水素基を有する基であるこ
とが好ましい。
構造単位(a5)としては、例えば、式(a5-1)で表される構造単位が挙げられる

Figure 2022122988000042
[式(a5-1)中、R51は、水素原子又はメチル基を表す。
52は、炭素数3~18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる
水素原子は炭素数1~8の脂肪族炭化水素基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
但し、L55との結合位置にある炭素原子に結合する水素原子は、炭素数1~8の脂肪族
炭化水素基で置換されない。
55は、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
52の脂環式炭化水素基は、単環式及び多環式のいずれでもよい。単環式の脂環式炭
化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基及び
シクロヘキシル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、アダマン
チル基及びノルボルニル基等が挙げられる。
炭素数1~8の脂肪族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、ペンチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基及び2-エチルヘキシル基等のアルキル基が挙げられる。
置換基を有した脂環式炭化水素基としては、3-ヒドロキシアダマンチル基、3-メチ
ルアダマンチル基などが挙げられる。
52は、好ましくは無置換の炭素数3~18の脂環式炭化水素基であり、より好まし
くはアダマンチル基、ノルボルニル基又はシクロヘキシル基である。
55の2価の飽和炭化水素基としては、2価の脂肪族飽和炭化水素基及び2価の脂環
式飽和炭化水素基が挙げられ、好ましくは2価の脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
2価の脂肪族飽和炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパンジ
イル基、ブタンジイル基及びペンタンジイル基等のアルカンジイル基が挙げられる。
2価の脂環式飽和炭化水素基は、単環式及び多環式のいずれでもよい。単環式の脂環式
飽和炭化水素基としては、シクロペンタンジイル基及びシクロヘキサンジイル基等のシク
ロアルカンジイル基が挙げられる。多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基としては、アダ
マンタンジイル基及びノルボルナンジイル基等が挙げられる。
飽和炭化水素基に含まれるメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基で置き換わった基
としては、例えば、以下に示す基が挙げられる。下記式中、*は酸素原子との結合手を表
す。
Figure 2022122988000043
Figure 2022122988000044
Figure 2022122988000045
Figure 2022122988000046
構造単位(a5-1)としては、以下のもの及び式(a5-1)中のR51に相当する
メチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
Figure 2022122988000047
樹脂(A)が、構造単位(a5)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単
位の合計に対して、1~30モル%であることが好ましく、2~20モル%であることが
より好ましく、3~15モル%であることがさらに好ましい。
樹脂(A)は、構造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位とからなる樹脂、構
造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位と構造単位(t)とからなる樹脂、より
好ましくは、構造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位とからなる樹脂である。
構造単位(a1)は、好ましくは構造単位(a1-0)、構造単位(a1-1)及び構
造単位(a1-2)(好ましくはシクロヘキシル基、シクロペンチル基を有する該構造単
位)から選ばれる少なくとも一種であり、より好ましくは構造単位(a1-0)、構造単
位(a1-1)及び構造単位(a1-2)(好ましくはシクロヘキシル基、シクロペンチ
ル基を有する該構造単位)から選ばれる少なくとも二種である。
酸不安定基を有さない構造単位は、好ましくは構造単位(a2)及び構造単位(a3)
の少なくとも一種である。構造単位(a2)は、好ましくは式(a2-1)で表される構
造単位である。構造単位(a3)は、好ましくは式(a3-1)で表される構造単位、式
(a3-2)で表される構造単位及び式(a3-4)で表される構造単位から選ばれる少
なくとも一種である。
構造単位(t)は、好ましくは、フッ素原子を含む構造単位であり、例えば、構造単位
(a4)である。
樹脂(A)は、アダマンチル基を有するモノマーに由来する構造単位(特に、構造単位
(a1-1))を、構造単位(a1)の含有量に対して15モル%以上含有していること
が好ましい。アダマンチル基を有する構造単位の含有量が増えると、レジストパターンの
ドライエッチング耐性が向上する。
樹脂(A)を構成する各構造単位は、1種のみ又は2種以上を組合せて用いてもよく、
これら構造単位を誘導するモノマーを用いて、公知の重合法(例えばラジカル重合法)に
よって製造することができる。樹脂(A)が有する各構造単位の含有率は、重合に用いる
モノマーの使用量で調整できる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは2,000以上(より好ましくは2,50
0以上、さらに好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,
000以下、さらに好ましくは15,000以下)である。
本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーに
より求めた値である。ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーは、実施例に記載の分
析条件により測定することができる。
<樹脂(X)>
樹脂(X)としては、例えば、構造単位(t)を含む樹脂が挙げられ、構造単位(a4
)を含む樹脂(ただし、構造単位(a1)を含まない。)が好ましく、フッ素原子を有す
る構造単位(a4)がより好ましい。樹脂(X)において、構造単位(a4)の含有率は
、樹脂(X)の全構造単位に対して、40モル%以上が好ましく、45モル%以上がより
好ましく、50モル%以上がさらに好ましい。
樹脂(X)がさらに有していてもよい構造単位としては、構造単位(a2)、構造単位
(a3)及びその他の公知のモノマーに由来する構造単位が挙げられる。
樹脂(X)の重量平均分子量は、好ましくは、8,000以上(より好ましくは10,
000以上)、80,000以下(より好ましくは60,000以下)である。かかる樹
脂(X)の重量平均分子量の測定手段は、樹脂(A)の場合と同様である。
レジスト組成物が樹脂(X)を含む場合、その含有量は、樹脂(A)100質量部に対
して、好ましくは1~60質量部であり、より好ましくは1~50質量部であり、さらに
好ましくは1~40質量部であり、特に好ましくは2~30質量部であり、もっとも好ま
しくは2~10質量部である。
レジスト組成物が樹脂(A)及び樹脂(X)を含む場合は、樹脂(A)と樹脂(X)と
の合計含有率は、レジスト組成物の固形分に対して、80質量%以上99質量%以下が好
ましい。レジスト組成物の固形分及びこれに対する樹脂の含有率は、液体クロマトグラフ
ィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定することができる。
<酸発生剤>
酸発生剤は、1種又は2種類以上の酸発生剤(I)を有効成分として含有していてもよ
いし、酸発生剤(I)以外の有効成分としてレジスト分野で公知の酸発生剤(以下「酸発
生剤(B)」という場合がある)を含有していてもよい。
酸発生剤として、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)を含有する場合、酸発生剤(I)
と酸発生剤(B)との含有量の比(質量比、酸発生剤(I):酸発生剤(B))は、通常
、1:99~99:1、好ましくは2:98~98:2、より好ましくは5:95~95
:5である。
<酸発生剤(I)>
酸発生剤(I)は、非イオン系又はイオン系のいずれを用いてもよい。
非イオン系酸発生剤としては、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2
-ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N-スルホニ
ルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4-スルホネート)、
スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が挙げられ
る。イオン系酸発生剤としては、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えばジアゾニウ
ム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩)が代表的である。オニウム塩
のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチ
ドアニオン等が挙げられる。
酸発生剤(I)から発生する酸は、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造
を有する酸であることが好ましく、その酸は、以下の基を有する酸であることがより好ま
しい。
Figure 2022122988000048
[式(aa)中、
a及びXbは、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を表す。
1は、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する2価の基を表し、
該2価の基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
*は、結合手を表す。]
a及びXbは、同じ原子であることが好ましく、ともに酸素原子がより好ましい。
1における-O-SO-O-を含む環構造は、1つ以上あればよい。
環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する2価の基としては、単環式あるいは縮合環、スピロ環及び環集合を含む多環式の2価の複素環基、この複素環基にアルカンジイル基を組み合わせた基、複素環基とアルカンジイル基とを3種以上組み合わせた基等が挙げられる。
なかでも、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造、つまり、式(aa)で表される基としては、好ましくは以下の基が挙げられる。
Figure 2022122988000049
酸発生剤(I)は、式(aa1)で表される基を有する塩であることが好ましい。
Figure 2022122988000050
[式(aa1)中、
a、Xb、X1及び*は、上記と同じ意味を表す。
環Wは、置換基を有していてもよい炭素数3~36の脂環式炭化水素基を表し、該脂環
式炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はスルホニ
ル基で置換されていてもよい。]
環Wにおける炭素数3~36の脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該置
換基としては、群Aに記載の基が挙げられる。
群A:ヒドロキシ基、炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭
素数3~12の脂環式炭化水素基、炭素数6~10の芳香族炭化水素基又はこれらを組み
合わせた基
環Wにおける炭素数3~36の脂環式炭化水素基としては、式(a1-1)~式(a1
-12)で表される環が挙げられ、炭素数3~18の脂環式炭化水素基が好ましく、なか
でも、式(a1-1)で表される環、式(a1-2)で表される環又は式(a1-3)で
表される環がより好ましい。
Figure 2022122988000051
[式(a1-1)~式(a1-12)中、
環に含まれるメチレン基は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はスルホニル基で置換
されていてもよく、環に含まれる水素原子は、上記群Aに記載の基で置き換わっていても
よい。]
式(a1-1)~式(a1-12)で表される環においては、任意に2つの水素原子が
除去されてXa及びXbとの結合手とすればよい。
群Aにおける炭素数1~12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基
、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、
ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。
群Aにおける炭素数1~12のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2-
エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデ
シルオキシ基等が挙げられる。
群Aにおける炭素数3~12の脂環式炭化水素基としては、下記に示す基が挙げられる
。*は環との結合手である。
Figure 2022122988000052
群Aにおける炭素数6~10の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基が
挙げられる。
酸発生剤(I)は、カチオンが有機カチオンである塩であることが好ましく、式(aa
)で表される基を有するアニオンと、カチオンとからなる塩であることが好ましく、式(
aa1)で表される基を有するアニオンと、有機カチオンとからなる塩であることがより
好ましい。
式(aa1)で表される基を有する酸発生剤(I)は、式(aa2)で表されるアニオ
ンを有する塩であることが好ましい。
Figure 2022122988000053
[式(aa2)中、
a、Xb、X1及びWは、上記と同じ意味を表す。
b1は、炭素数1~24の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる
メチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
1及びQ2は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1~6のペルフルオロアルキル基
を表す。]
1及びQ2で表されるペルフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペル
フルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオ
ロブチル基、ペルフルオロsec-ブチル基、ペルフルオロtert-ブチル基、ペルフ
ルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基等が挙げられる。
1及びQ2はそれぞれ独立に、フッ素原子又はトリフルオロメチル基が好ましく、Q1
及びQ2はともにフッ素原子がより好ましい。
b1で表される2価の飽和炭化水素基としては、アルカンジイル基、単環式又は多環式
の2価の脂環式飽和炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたも
のでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4
-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1
,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1
,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基、
トリデカン-1,13-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基、ペンタデカン-
1,15-ジイル基、ヘキサデカン-1,16-ジイル基及びヘプタデカン-1,17-
ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
エタン-1,1-ジイル基、プロパン-1,1-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル
基、プロパン-2,2-ジイル基、ペンタン-2,4-ジイル基、2-メチルプロパン-
1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,2-ジイル基、ペンタン-1,4-ジイル
基、2-メチルブタン-1,4-ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン-1,3-ジイル基、シクロペンタン-1,3-ジイル基、シクロヘキサ
ン-1,4-ジイル基、シクロオクタン-1,5-ジイル基等のシクロアルカンジイル基
である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン-1,4-ジイル基、ノルボルナン-2,5-ジイル基、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価の脂環式飽和炭化
水素基等が挙げられる。
b1で表される2価の飽和炭化水素基に含まれる-CH2-が-O-又は-CO-で置
き換わった基としては、式(b1-1)~式(b1-3)のいずれかで表される基が挙げ
られる。なお、式(b1-1)~式(b1-3)及び下記の具体例において、*は-Wと
の結合手を表す。
Figure 2022122988000054
式(b1-1)中、
b2は、単結合又は炭素数1~22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b3は、単結合又は炭素数1~22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭
化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい

ただし、Lb2とLb3との炭素数合計は、22以下である。
式(b1-2)中、
b4は、単結合又は炭素数1~22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b5は、単結合又は炭素数1~22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭
化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい

ただし、Lb4とLb5との炭素数合計は、22以下である。
式(b1-3)中、
b6は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
b7は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭
化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい

ただし、Lb6とLb7との炭素数合計は、23以下である。
*はWとの結合手を表す。
なお、式(b1-1)~式(b1-3)においては、飽和炭化水素基に含まれるメチレ
ン基が酸素原子又はカルボニル基に置き換わっている場合、置き換わる前の炭素数を該飽
和炭化水素基の炭素数とする。
2価の飽和炭化水素基としては、Lb1の2価の飽和炭化水素基と同様のものが挙げられ
る。
b2は、好ましくは単結合である。
b3は、好ましくは炭素数1~4の2価の飽和炭化水素基である。
b4は、好ましくは、炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基であり、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b5は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b6は、好ましくは、単結合又は炭素数1~4の2価の飽和炭化水素基であり、該飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b7は、好ましくは、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基であり、該飽
和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよ
く、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっ
ていてもよい。
中でも、式(b1-1)又は式(b1-3)で表される基が好ましい。
式(b1-1)としては、式(b1-4)~式(b1-8)でそれぞれ表される基が挙
げられる。
Figure 2022122988000055
式(b1-4)中、
b8は、単結合又は炭素数1~22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基
に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
式(b1-5)中、
b9は、炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表す。
b10は、単結合又は炭素数1~19の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
ただし、Lb9及びLb10の合計炭素数は20以下である。
式(b1-6)中、
b11は、炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表す。
b12は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
ただし、Lb11及びLb12の合計炭素数は21以下である。
式(b1-7)中、
b13は、炭素数1~19の2価の飽和炭化水素基を表す。
b14は、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表す。
b15は、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
ただし、Lb13、Lb14及びLb15の合計炭素数は19以下である。
式(b1-8)中、
b16は、炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表す。
b17は、炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表す。
b18は、単結合又は炭素数1~17の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
ただし、Lb16、Lb17及びLb18の合計炭素数は19以下である。
*はWとの結合手を表す。
b8は、好ましくは炭素数1~4の2価の飽和炭化水素基である。
b9は、好ましくは、炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b10は、好ましくは、単結合又は炭素数1~19の2価の飽和炭化水素基であり、よ
り好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b11は、好ましくは、炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b12は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b13は、好ましくは、炭素数1~12の2価の飽和炭化水素基である。
b14は、好ましくは、単結合又は炭素数1~6の2価の飽和炭化水素基である。
b15は、好ましくは、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基であり、よ
り好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基である。
b16は、好ましくは、炭素数1~12の2価の飽和炭化水素基を表す。
b17は、好ましくは、炭素数1~6の2価の飽和炭化水素基を表す。
b18は、好ましくは、単結合又は炭素数1~17の2価の飽和炭化水素基であり、よ
り好ましくは、単結合又は炭素数1~4の2価の飽和炭化水素基である。
式(b1-3)としては、式(b1-9)~式(b1-11)でそれぞれ表される基が
挙げられる。
Figure 2022122988000056
式(b1-9)中、
b19は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b20は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されてい
てもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き
換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換され
ていてもよい。
ただし、Lb19及びLb20の合計炭素数は23以下である。
式(b1-10)中、
b21は、単結合又は炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b22は、単結合又は炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表す。
b23は、単結合又は炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されてい
てもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き
換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換され
ていてもよい。
ただし、Lb21、Lb22及びLb23の合計炭素数は21以下である。
式(b1-11)中、
b24は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b25は、炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表す。
b26は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素
基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されてい
てもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き
換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換され
ていてもよい。
ただし、Lb24、Lb25及びLb26の合計炭素数は21以下である。
*はWとの結合手を表す。
なお、式(b1-9)から式(b1-11)においては、飽和炭化水素基に含まれる水
素原子がアシルオキシ基に置換されている場合、アシルオキシ基の炭素数、エステル結合
中のCO及びOの数をも含めて、該飽和炭化水素基の炭素数とする。
アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ
基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基等が挙げられ
る。
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-4)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000057
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-5)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000058
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-6)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000059
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-7)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000060
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-8)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000061
式(b1-2)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Figure 2022122988000062
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-9)で表される基としては、以下のも
のが挙げられる。
Figure 2022122988000063
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-10)で表される基としては、以下の
ものが挙げられる。
Figure 2022122988000064
Figure 2022122988000065
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-11)で表される基としては、以下の
ものが挙げられる。
Figure 2022122988000066
Figure 2022122988000067
式(aa2)で表されるアニオンとしては、下記のもの等が例示される。
Figure 2022122988000068
Figure 2022122988000069
酸発生剤(I)におけるカチオンは、有機カチオンであることが好ましい。有機カチオ
ンとしては、有機オニウムカチオン、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチ
オン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン及び有機ホスホニウムカ
チオン等が挙げられる。これらの中でも、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウ
ムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。
中でも、式(b2-1)~式(b2-4)のいずれかで表されるカチオン(以下、式番
号に応じて「カチオン(b2-1)」等という場合がある。)が好ましい。
Figure 2022122988000070
式(b2-1)~式(b2-4)において、
b4~Rb6は、それぞれ独立に、炭素数1~30の脂肪族炭化水素基、炭素数3~36
の脂環式炭化水素基又は炭素数6~36の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基
に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数3~12
の脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該
脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1~18の脂肪族炭化水
素基、炭素数2~4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、該芳香
族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は炭素数1~12の
アルコキシ基で置換されていてもよい。
b4とRb5とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子を含む環を形成してもよく、
該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基に置き換わっ
てもよい。
b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1~12の脂肪族炭化水素基
又は炭素数1~12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0~5のいずれかの整数を表す。
m2が2以上のとき、複数のRb7は同一でも異なってもよく、n2が2以上のとき、複
数のRb8は同一でも異なってもよい。
b9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1~36の脂肪族炭化水素基又は炭素数3
~36の脂環式炭化水素基を表す。
b9とRb10とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子を含む環を形成してもよく
、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基に置き換わ
ってもよい。
b11は、水素原子、炭素数1~36の脂肪族炭化水素基、炭素数3~36の脂環式炭
化水素基又は炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表す。
b12は、炭素数1~12の脂肪族炭化水素基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基又
は炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素に含まれる水素原子は、
炭素数6~18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含ま
れる水素原子は、炭素数1~12のアルコキシ基又は炭素数1~12のアルキルカルボニ
ルオキシ基で置換されていてもよい。
b11とRb12とは、一緒になってそれらが結合する-CH-CO-を含む環を形成して
いてもよく、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基
に置き換わってもよい。
b13~Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1~12の脂肪族炭化水素基
又は炭素数1~12のアルコキシ基を表す。
b31は、硫黄原子又は酸素原子を表す。
o2、p2、s2、及びt2は、それぞれ独立に、0~5のいずれかの整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0~4のいずれかの整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2が2以上のとき、複数のRb13は同一又は相異なり、p2が2以上のとき、複数の
b14は同一又は相異なり、q2が2以上のとき、複数のRb15は同一又は相異なり、r2
が2以上のとき、複数のRb16は同一又は相異なり、s2が2以上のとき、複数のRb17
同一又は相異なり、t2が2以上のとき、複数のRb18は同一又は相異なる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、
n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル
基、n-オクチル基及び2-エチルヘキシル基のアルキル基が挙げられる。特に、Rb9
b12の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1~12である。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化
水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシ
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、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基
、ノルボルニル基及び下記の基等が挙げられる。
Figure 2022122988000071
特に、Rb9~Rb12の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3~18、より好ましく
は炭素数4~12である。
水素原子が脂肪族炭化水素基で置換された脂環式炭化水素基としては、メチルシクロヘ
キシル基、ジメチルシクロへキシル基、2-アルキルアダマンタン-2-イル基、メチル
ノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。水素原子が脂肪族炭化水素基で置換さ
れた脂環式炭化水素基においては、脂環式炭化水素基と脂肪族炭化水素基との合計炭素数
が好ましくは20以下である。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチ
ル基、p-エチルフェニル基、p-tert-ブチルフェニル基、p-シクロへキシルフ
ェニル基、p-アダマンチルフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、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のアリール基が
挙げられる。
なお、芳香族炭化水素基に、脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基が含まれる場合は
、炭素数1~18の脂肪族炭化水素基又は炭素数3~18の脂環式炭化水素基が好ましい

水素原子がアルコキシ基で置換された芳香族炭化水素基としては、p-メトキシフェニ
ル基等が挙げられる。
水素原子が芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としては、ベンジル基、フ
ェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等
のアラルキル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基
及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられ
る。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニル
オキシ基、n-プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n-ブ
チルカルボニルオキシ基、sec-ブチルカルボニルオキシ基、tert-ブチルカルボ
ニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカ
ルボニルオキシ基及び2-エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
b4とRb5とが一緒になって形成する硫黄原子を含む環は、単環式、多環式、芳香族性
、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、炭素数3~18
の環が挙げられ、好ましくは炭素数4~18の環である。また、硫黄原子を含む環は、3
員環~12員環が挙げられ、好ましくは3員環~7員環であり、例えば下記の環が挙げら
れる。
Figure 2022122988000072
b9とRb10とが一緒になって形成する環は、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性
、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、3員環~12員環が挙げられ
、好ましくは3員環~7員環である。例えば、チオラン-1-イウム環(テトラヒドロチ
オフェニウム環)、チアン-1-イウム環、1,4-オキサチアン-4-イウム環等が挙
げられる。
b11とRb12とが一緒になって形成する環は、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性
、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、3員環~12員環が挙げられ
、好ましくは3員環~7員環である。オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環
、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環等が挙げられる。
カチオン(b2-1)~カチオン(b2-4)の中でも、好ましくは、カチオン(b2
-1)である。
カチオン(b2-1)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 2022122988000073
Figure 2022122988000074
Figure 2022122988000075
カチオン(b2-2)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 2022122988000076
カチオン(b2-3)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 2022122988000077
カチオン(b2-4)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 2022122988000078
酸発生剤(I)は、上述したアニオン及びカチオンを任意に組合せることができる。
酸発生剤(I)としては、表1に記載の塩が挙げられる。
表1における塩(I-1)は、以下の塩を表す。
Figure 2022122988000079
Figure 2022122988000080
なかでも、酸発生剤(I)は、塩(I-1)、塩(I-2)、塩(I-3)、塩(I-
4)、塩(I-9)、塩(I-10)、塩(I-11)、塩(I-12)、塩(I-17
)、塩(I-18)、塩(I-19)、塩(I-20)、塩(I-25)、塩(I-26
)、塩(I-27)及び塩(I-28)が好ましい。
<酸発生剤(I)の製造方法>
式(aa2)で表されるアニオン(X1が以下
Figure 2022122988000081
で表される基を表す)及び有機カチオン(Z)からなる酸発生剤(I1)は、式(I1
―a)で表される塩を、式(I1―b)で表される化合物と、塩基触媒下、溶媒中で反応
させることにより製造することができる。
Figure 2022122988000082
(式中、Xa、Xb、L1、Q1、Q2、W及びZは上記と同じ意味を表す。)
この反応における酸触媒としては、トリエチルアミン等が挙げられる。
この反応における溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド等が挙げられる。
反応温度は、通常、0~80℃、反応時間は通常0.5~12時間が挙げられる。
式(I1-a)で表される塩は、式(I1-c)で表される塩と式(I1-d)で表さ
れる化合物とを、酸触媒下、溶媒中で反応させることにより製造することができる。
Figure 2022122988000083
(式中、Xa、Xb、L1、Q1、Q2、W及びZは上記と同じ意味を表す。)
この反応における酸触媒としては、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。
この反応における溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド等が挙げられる。
反応温度は、通常、0~80℃、反応時間は通常0.5~12時間が挙げられる。
式(I1-c)で表される塩は、特開2007-224008号公報、特開2012-
224611号公報に記載された方法で合成することができ、以下で表される塩などが挙
げられる。
Figure 2022122988000084
式(I2-d)で表される化合物としては、下記式で表される化合物等が挙げられ、市
場より容易に入手することができる。
Figure 2022122988000085
<酸発生剤(B)>
酸発生剤(B)としては、公知の酸発生剤が利用でき、イオン性酸発生剤でも、非イオ
ン性発生剤でもよい。好ましくは、イオン性酸発生剤である。イオン性酸発生剤としては
、公知のカチオンと公知のアニオンとの組み合わせからなるイオン性酸発生剤が挙げられ
る。
酸発生剤(B)としては、有機スルホン酸、有機スルホニウム塩等が挙げられ、例えば
、特開2013-68914号公報、特開2013-3155号公報、特開2013-1
1905号公報記載の酸発生剤等が挙げられる。具体的には、式(B1-1)~式(B1
-48)でそれぞれ表されるものが挙げられる、中でもアリールスルホニウムカチオンを
含む式(B1-1)、式(B1-2)、式(B1-3)、式(B1-5)~式(B1-7
)、式(B1-11)~式(B1-14)、式(B1-20)、式(B1-21)、式(
B1-23)~式(B1-26)、式(B1-29)、式(B1-31)~式(B1-4
0)、式(B1-41)~式(B1-48)でそれぞれ表されるものがとりわけ好ましい

Figure 2022122988000086
Figure 2022122988000087
Figure 2022122988000088
Figure 2022122988000089
Figure 2022122988000090
Figure 2022122988000091
酸発生剤(B)は、1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。
酸発生剤(B)は、樹脂(A)100重量部に対して、1~20重量部含有することが
好ましく、3~15重量部以上がより好ましい。
レジスト組成物において、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)を酸発生剤として用いる
場合、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100重量部に対して
、好ましくは1.5~40重量部より好ましくは3~35重量部である。
なお、酸発生剤(I)に該当しない式(aa2)で表されるアニオンを有する塩、上述
した塩(I-1)~(I-32)を酸発生剤として用いる場合も、上記と同様の含有量と
することが好ましい。
〈溶剤(E)〉
溶剤(E)の含有率は、通常、レジスト組成物中90質量%以上、好ましくは92質量
%以上、より好ましくは94質量%以上であり、99.9質量%以下、好ましくは99質
量%以下である。溶剤(E)の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマ
トグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
溶剤(E)としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及び
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類
;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢
酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルイソブチ
ルケトン、2-ヘプタノン及びシクロヘキサノン等のケトン類;γ-ブチロラクトン等の
環状エステル類;等を挙げることができる。溶剤(E)の1種を単独で含有してもよく、
2種以上を含有してもよい。
〈クエンチャー(C)〉
本発明のレジスト組成物は、クエンチャー(以下「クエンチャー(C)」という場合が
ある)を含有していてもよい。クエンチャー(C)は、塩基性の含窒素有機化合物又は酸
発生剤(B)よりも酸性度の弱い酸を発生する塩が挙げられる。
〈塩基性の含窒素有機化合物〉
塩基性の含窒素有機化合物としては、アミン及びアンモニウム塩が挙げられる。アミン
としては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級
アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。
具体的には、1-ナフチルアミン、2-ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルア
ニリン、2-,3-又は4-メチルアニリン、4-ニトロアニリン、N-メチルアニリン
、N,N-ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オ
クチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘ
キシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン
、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリ
ペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリ
ノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メ
チルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチ
ルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルア
ミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エ
チルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシ
ルメチルアミン、トリス〔2-(2-メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロ
パノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン
、4,4’-ジアミノ-1,2-ジフェニルエタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジ
メチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチルジフェニルメタン、
2,2’-メチレンビスアニリン、イミダゾール、4-メチルイミダゾール、ピリジン、
4-メチルピリジン、1,2-ジ(2-ピリジル)エタン、1,2-ジ(4-ピリジル)
エタン、1,2-ジ(2-ピリジル)エテン、1,2-ジ(4-ピリジル)エテン、1,
3-ジ(4-ピリジル)プロパン、1,2-ジ(4-ピリジルオキシ)エタン、ジ(2-
ピリジル)ケトン、4,4’-ジピリジルスルフィド、4,4’-ジピリジルジスルフィ
ド、2,2’-ジピリジルアミン、2,2’-ジピコリルアミン、ビピリジン等が挙げら
れ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6-ジイソプロ
ピルアニリンが挙げられる。
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピ
ルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシル
アンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメ
チルアンモニウムヒドロキシド、3-(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、テトラ-n-ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げ
られる。
〈酸性度の弱い酸を発生する塩〉
酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩における酸性度は酸解離定
数(pKa)で示される。酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩は
、該塩から発生する酸のpKaが、通常-3<pKaの塩であり、好ましくは-1<pK
a<7の塩であり、より好ましくは0<pKa<5の塩である。酸発生剤から発生する酸
よりも弱い酸を発生する塩としては、下記式で表される塩、特開2015-147926
号公報記載の式(D)で表される弱酸分子内塩、並びに特開2012-229206号公
報、特開2012-6908号公報、特開2012-72109号公報、特開2011-
39502号公報及び特開2011-191745号公報記載の塩が挙げられる。
なお、この酸性度の弱い酸を発生する塩は、本発明のレジスト組成物が複数種類の酸発
生剤を含む場合は、全ての酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩で
あることが好ましい。
Figure 2022122988000092
Figure 2022122988000093
Figure 2022122988000094
Figure 2022122988000095
[式(D)中、
D1及びRD2は、それぞれ独立に、炭素数1~12の1価の炭化水素基、炭素数1~6
のアルコキシ基、炭素数2~7のアシル基、炭素数2~7のアシルオキシ基、炭素数2~
7のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子を表す。
m’及びn’は、それぞれ独立に、0~4のいずれかの整数を表し、m’が2以上の場
合、複数のRD1は同一であっても異なってもよく、n’が2以上の場合、複数のRD2は同
一であっても異なってもよい。]
D1及びRD2の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭
化水素基及びこれらの組み合わせることにより形成される基等が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基等のアル
キル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式及び多環式のいずれでもよく、飽和及び不飽和のい
ずれでもよい。シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル
基、シクロノニル基、シクロドデシル基等のシクロアルキル基、ノルボニル基、アダマン
チル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、2-メチ
ルフェニル基、3-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基、4-エチルフェニル基、
4-プロピルフェニル基、4-イソプロピルフェニル基、4-ブチルフェニル基、4-t
-ブチルフェニル基、4-ヘキシルフェニル基、4-シクロヘキシルフェニル基、アント
リル基、p-アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基
、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6-ジエチルフェニル基、2-メチル-6-エ
チルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
これらを組み合わせることにより形成される基としては、アルキル-シクロアルキル基
、シクロアルキル-アルキル基、アラルキル基(例えば、フェニルメチル基、1-フェニ
ルエチル基、2-フェニルエチル基、1-フェニル-1-プロピル基、1-フェニル-2
-プロピル基、2-フェニル-2-プロピル基、3-フェニル-1-プロピル基、4-フ
ェニル-1-ブチル基、5-フェニル-1-ペンチル基、6-フェニル-1-ヘキシル基
等)等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基、シクロヘキサンカル
ボニル基等が挙げられる。
アシルオキシ基としては、上記アシル基にオキシ基(-O-)が結合した基等が挙げら
れる。
アルコキシカルボニル基としては、上記アルコキシ基にカルボニル基(-CO-)が結
合した基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
D1及びRD2は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~10のシク
ロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数2~4のアシル基、炭素数2~4の
アシルオキシ基、炭素数2~4のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子が
好ましい。
m’及びn’は、それぞれ独立に、0~2のいずれかの整数であることが好ましく、0
であることがより好ましい。m’が2以上の場合、複数のRD1は同一であっても異なって
もよく、n’が2以上の場合、複数のRD2は同一であっても異なってもよい。
クエンチャー(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分中、好ましくは、0.01~
5質量%であり、より好ましく0.01~4質量%であり、特に好ましく0.01~3質
量%である。
〈その他の成分〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、上述の成分以外の成分(以下「その他の成
分(F)」という場合がある。)を含有していてもよい。その他の成分(F)に特に限定
はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定
剤、染料等を利用できる。
〈レジスト組成物の調製〉
本発明のレジスト組成物は、本発明の樹脂(A)及び酸発生剤(I)、並びに、必要に
応じて、樹脂(X)、酸発生剤(B)、クエンチャー(C)、溶剤(E)及びその他の成
分(F)を混合することにより調製することができる。混合順は任意であり、特に限定さ
れるものではない。混合する際の温度は、10~40℃から、樹脂等の種類や樹脂等の溶
剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度を選ぶことができる。混合時間は、混合温
度に応じて、0.5~24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段
も特に制限はなく、攪拌混合等を用いることができる。
各成分を混合した後は、孔径0.003~0.2μm程度のフィルターを用いてろ過す
ることが好ましい。
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後のレジスト組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を、酢酸ブチルを含む現像液により現像する工程を含む。
工程(1)において、基板は特に限定されるものではなく、半導体の製造に通常用いら
れる基板、例えば、シリコン、SiN、SiO2やSiN等の無機基板、SOG等の塗布
系無機基板等を挙げることができる。これらの基板は、洗浄されたものでもよく、また、
無機基板上に反射防止膜等が形成されたものでもよい。反射防止膜は、例えば、市販の有
機反射防止膜用組成物から形成できる。
レジスト組成物を基板上に塗布するには、スピンコーター等、通常、用いられる装置に
よって行うことができる。
工程(2)では、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプ
リベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて
、基板上に塗布されたレジスト組成物を乾燥させることにより溶剤を除去して、組成物層
が形成される。好ましくは、加熱手段による乾燥である。加熱手段や減圧手段の条件は、
レジスト組成物に含まれる溶剤(D)の種類等に応じて選択できる。
加熱手段の場合、乾燥温度は、50~200℃が好ましく、60~150℃がより好ま
しい。また、乾燥時間は、10~180秒間が好ましく、30~120秒間がより好まし
い。
減圧手段の場合、減圧乾燥機の中に、基板上に塗布されたレジスト組成物を封入した後
、内部圧力を1~1.0×10Paにして乾燥を行う。
このようにして形成された組成物層の膜厚は、例えば、20~1000nmであり、好
ましくは、50~400nmである。前記塗布装置の条件を種々調節することで、該膜厚
は調整可能である。
工程(3)では、好ましくは、露光機を用いて組成物層に露光する。露光機は、液浸露
光機であってもよい。この際、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行わ
れる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレ
ーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレー
ザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波
長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線や、超紫
外光(EUV)を照射するもの等、種々のものを用いることができる。露光光源として電
子線を用いる場合には、マスクを用いることなく、組成物層に直接照射して描画してもよ
い。本発明の製造方法に用いる露光光源としては、ArFエキシマレーザが好ましい。
露光は、組成物層に液浸媒体を載せた状態で行う方法、いわゆる液浸露光で行うことが
好ましい。液浸露光を行う場合、露光前及び/又は露光後の組成物層の表面を水系の薬液
で洗浄する工程を行ってもよい。
液浸露光に用いる液浸媒体は、ArFエキシマレーザの露光波長に対して透明であり、
かつ組成物層上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数がで
きる限り小さい液体が好ましく、入手の容易さ、取り扱いのし易さから、水、特に超純水
が好ましい。液浸媒体として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面
活性力を増大させる添加剤を水にわずかな割合で添加してもよい。この添加剤は組成物層
を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ま
しい。
露光量は、用いるレジスト組成物、製造するレジストパターンの種類及び露光光源の種
類に応じて適宜設定でき、好ましくは5~50mJ/cmである。
工程(3)は、複数回繰り返して行ってもよい。複数回の露光を行う場合の露光光源及
び露光方法は、互いに同じでも異なってもよい。
工程(4)における加熱(いわゆるポストエキスポジャーベーク)は、ホットプレート
等の加熱装置を用いて行われる。加熱温度は、好ましくは50~200℃、より好ましく
は70~150℃である。また、加熱時間は、好ましくは10~180秒間、より好まし
くは30~120秒間である。
工程(5)は、好ましくは、現像装置を用いて、現像液により現像する。
工程(5)で用いる現像液は、酢酸ブチルを含むものである。
前記現像液には酢酸ブチル以外の溶剤を含有していてもよい。このような溶剤としては
、例えば、2-ヘプタノン、2-ヘキサノン等のケトン溶剤;プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート等のエステル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル
等のアルコール溶剤;N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;グリコールエーテ
ル等のエーテル溶剤等の極性溶剤や、アニソール等の炭化水素溶剤等を含有していてもよ
い。僅かであれば水を含有していてもよい。
酢酸ブチルの含有率は、現像液の総量に対して、50質量%以上が好ましく、実質的に
酢酸ブチルのみであることがより好ましい。これらの現像液は、溶剤として市販されてい
るものをそのままを用いてもよい。
前記現像液は、必要に応じて界面活性剤を含有していてもよい。 当該界面活性剤とし
ては特に限定されないが、例えば、イオン性界面活性剤でも非イオン性界面活性剤でもよ
く、フッ素系界面活性剤でもシリコン系界面活性剤等を用いてもよい。
現像方法としては、現像液が満たされた槽中に、工程(4)を行った組成物層を、基板
ごと一定時間浸漬する方法(ディップ法)、工程(4)後の組成物層に、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ことで現像する方法(パドル法)、工程(4)後
の組成物層表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、工程(4)後の組成物層が形成
された基板を一定速度で回転させ、ここに一定速度で塗出ノズルをスキャンしながら、現
像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。
中でも、現像方法は、パドル法又はダイナミックディスペンス法が好ましく、ダイナミ
ックディスペンス法がより好ましい。
現像温度は、5~60℃が好ましく、10~40℃がより好ましい。また、現像時間は
、5~300秒間が好ましく、5~90秒間がより好ましい。ダイナミックディスペンス
法で現像を行う場合、現像時間は5~30秒が特に好ましく、パドル法で現像を行う場合
、現像時間は20~60秒が特に好ましい。
現像後のレジストパターンをリンス液で洗浄することが好ましい。リンス液としては、
レジストパターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶
液を使用することができ、好ましくはアルコール溶剤又はエステル溶剤である。
洗浄後は、基板及びパターン上に残ったリンス液を除去することが好ましい。
〈用途〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、KrFエキシマレーザ露光、ArFエキシマ
レーザ露光、電子線(EB)露光又はEUV露光によるレジストパターンの製造方法、ま
た、液浸露光によるレジストパターンの製造方法、特に液浸ArFエキシマレーザ露光用
のレジストパターンの製造方法として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記ないかぎり質
量基準である。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより下記の条件で求め
た値である。
装置:HLC-8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASSはAgil
ent製LC/MSD型)を用い、分子イオンピークを測定することで確認した。以下の
実施例ではこの分子ピークの値を「MASS」で示す。
実施例1:式(I-1)で表される塩の合成
Figure 2022122988000096
式(I-1-a)で表される塩を、特開2007-224008号公報に記載された方
法で合成した。
式(I-1-a)で表される塩7.00部、式(I-1-b)で表される化合物6.5
0部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を混
合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.07
部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム1
55部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40
部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に
、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回
収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪拌
し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、
式(I-1-c)で表される塩4.38部を得た。
Figure 2022122988000097
式(I-1-c)で表される塩2.50部、クロロホルム25部及びジメチルホルムア
ミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶液
に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリ
エチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2時
間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。
この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリ
ル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分
間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-1)で表される塩3.5
8部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M 487.1
実施例2:式(I-17)で表される塩の合成
Figure 2022122988000098
式(I-17-a)で表される塩を、特開2012-224611号公報に記載された
方法で合成した。
式(I-17-a)で表される塩6.69部、式(I-1-b)で表される化合物6.
50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を
混合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.0
7部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム
155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液4
0部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層
に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を
回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪
拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより
、式(I-17-c)で表される塩3.69部を得た。
Figure 2022122988000099
式(I-17-c)で表される塩2.41部、クロロホルム25部及びジメチルホルム
アミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶
液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、ト
リエチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2
時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した
。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニト
リル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30
分間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-17)で表される塩2
.68部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M 237.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M 487.1
実施例3:式(I-2)で表される塩の合成
Figure 2022122988000100
式(I-2-a)で表される塩を、特開2009-46479号公報に記載された方法
で合成した。
式(I-2-a)で表される塩7.17部、式(I-1-b)で表される化合物6.5
0部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を混
合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.07
部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム1
55部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40
部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に
、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回
収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル50部を加えて攪拌
し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、
式(I-2-c)で表される塩4.22部を得た。
Figure 2022122988000101
式(I-2-c)で表される塩2.55部、クロロホルム25部及びジメチルホルムア
ミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶液
に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリ
エチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2時
間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。
この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリ
ル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分
間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-2)で表される塩3.1
2部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M 501.1
実施例4:式(I-18)で表される塩の合成
Figure 2022122988000102
式(I-18-a)で表される塩を、特開2016-113450号公報に記載された
方法で合成した。
式(I-18-a)で表される塩6.86部、式(I-1-b)で表される化合物6.
50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を
混合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.0
7部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム
155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液4
0部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層
に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を
回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪
拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより
、式(I-18-c)で表される塩3.55部を得た。
Figure 2022122988000103
式(I-18-c)で表される塩2.46部、クロロホルム25部及びジメチルホルム
アミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶
液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、ト
リエチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2
時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した
。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニト
リル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30
分間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-18)で表される塩2
.28部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M 237.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M 501.1
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成に使用した化合物(モノマー)を下記に示す。以下、これらの化合物
をその式番号に応じて、「モノマー(a1-1-3)」等という。
Figure 2022122988000104
合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1-1-3)、モノマー(a1-2-9)、モノマー(
a2-1-1)及びモノマー(a3-4-2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1-1
-3):モノマー(a1-2-9):モノマー(a2-1-1):モノマー(a3-4-
2)〕が45:14:2.5:38.5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量
倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液
に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4-ジメチルバレロニ
トリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75
℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで
樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテートに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注い
で樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7
.8×10の樹脂A1を収率66%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有する
ものである。
Figure 2022122988000105
合成例2〔樹脂X1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a5-1-1)及びモノマー(a4-0-12)を用い、
そのモル比〔モノマー(a5-1-1):モノマー(a4-0-12)〕が50:50と
なるように混合し、全モノマー量の1.2質量倍のメチルイソブチルケトンを加えて溶液
とした。この溶液に、開始剤としてアゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)を全モ
ノマー量に対して3mol%添加し、70℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を
、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均
分子量1.0×104の樹脂X1(共重合体)を収率91%で得た。この樹脂X1は、以
下の構造単位を有するものである。
Figure 2022122988000106
(レジスト組成物の調製)
以下に示す成分の各々を表2に示す質量部で混合して溶剤に溶解させた後、孔径0.2
μmのフッ素樹脂製フィルターでろ過して、レジスト組成物を調製した。
Figure 2022122988000107
<樹脂>
A1、X1:樹脂A1、樹脂X1
<酸発生剤(I)>
I-1:式(I-1)で表される塩
<酸発生剤>
B1-2:式(B1-2)で表される塩(特開2006-257078号公報の実施例
に従って合成)
B1-6:式(B1-6)で表される塩(特開2007-224008号公報の実施例
に従って合成)
B1-25:式(B1-25)で表される塩(特開2013-41257号公報の実施
例に従って合成)
B1-31:式(B1-31)で表される塩(特開2012-97074号公報の実施
例に従って合成)
Figure 2022122988000108
各酸発生剤から発生する酸のハンセン溶解度パラメータにおける、分散項、極性項及び
水素結合項、モル体積を表3に示す。分散項、極性項及び水素結合項は、HSPiPバー
ジョン4.1を用いて、推算値を用いることにより求めた。モル体積は、Chem Dr
aw Ultra Ver11.0 Clinical Vol.により算出した。分散項、
極性項及び水素結合項の単位は[(MPa)1/2]、モル体積の単位は、[cm/m
ol]である。
Figure 2022122988000109
<化合物(D)>
D1:(東京化成工業(株)製)
Figure 2022122988000110
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20部
2-ヘプタノン 20部
γ-ブチロラクトン 3.5部
<マスクエラーファクター(MEF)評価>
シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC-29;日産化学(株)製)を塗
布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、ウェハ上に膜厚78nmの
有機反射防止膜を形成した。次いで、この有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物
を乾燥後の膜厚が85nmとなるように塗布(スピンコート)した。塗布後、シリコンウ
ェハをダイレクトホットプレート上にて、表2の「PB」欄に記載された温度で60秒間
プリベークし、組成物層を形成した。組成物層が形成されたシリコンウェハに、液浸露光
用ArFエキシマステッパー(XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3
/4Annular X-Y偏光)で、コンタクトホールパターン(ホールピッチ90n
m/ホール径55nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて
露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表2の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポス
トエキスポジャーベークを行った。次いで、このシリコンウェハ上の組成物層を、現像液
として酢酸ブチル(東京化成工業(株)製)を用いて、23℃で20秒間ダイナミックデ
ィスペンス法によって現像を行うことにより、ネガ型レジストパターン(1)を製造した
現像後に得られたレジストパターンにおいて、前記マスクを用いて形成したホール径が
45nmとなる露光量を実効感度とした。
実効感度において、マスクホール径(マスクが有する透光部のホール径)がそれぞれ5
7nm、56nm、55nm、54nm、53nm(ホールピッチはいずれも90nm)
のマスクを用いて、レジストパターンを形成した。マスクホール径を横軸に、露光によっ
て基板に形成(転写)されたレジストパターンのホール径を縦軸にプロットした時の回帰
直線の傾きをMEF値として算出した。
MEF値が、4.6以下のものを、MEFが良好であると評価して、○、
MEF値が、4.6を超え4.8以下のものを、MEFが良好であると評価して、△、
MEF値が、4.8を超えるものを、MEFが良好でないと評価して、×とした。
その結果を表4に示す。括弧内の数値はMEF値を示す。
<CD均一性(CDU)評価>
マスクエラーファクター評価の際と同様にして、ネガ型レジストパターン(1)を製造
した。
現像後に得られたレジストパターンにおいて、前記マスクを用いて形成したホール径が
50nmとなる露光量を実効感度とした。
実効感度において、ホール径55nmのマスクで形成したパターンのホール径を、一つ
のホールにつき24回測定し、その平均値を一つのホールの平均ホール径とした。同一ウ
ェハ内の、ホール径55nmのマスクで形成したパターンの平均ホール径を400箇所測
定したものを母集団として標準偏差を求め、
標準偏差が1.80nm以下の場合を「○」、
標準偏差が1.80nmより大きく2.00nm以下の場合を「△」、
標準偏差が2.00nmより大きい場合を「×」として判断した。
その結果を表4に示す。括弧内の数値は標準偏差(nm)を示す。
Figure 2022122988000111
本発明の塩を含むレジスト組成物は、良好なマスクエラーファクター(MEF)及び良
好なCD均一性(CDU)でレジストパターンを製造することができため、半導体の微細
加工に好適である。

Claims (10)

  1. 酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂及び酸発生剤を含有するレジスト組成物であって、
    前記酸発生剤は、式(aa2)で表されるアニオンを有し、かつハンセン溶解度パラメータにおいて、極性項(δp)が15(MPa)1/2以上、かつ、水素結合項(δh)が12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下である酸を発生させる塩であるレジスト組成物。
    Figure 2022122988000112
    [式(aa2)中、
    式(aa)で表される基、
    Figure 2022122988000113
    に対応する部分は、以下のいずれかで表される基を表す。
    Figure 2022122988000114
    環Wは、以下の式(a1-1)、式(a1-2)及び式(a1-6)のいずれかで表される環を表す。
    Figure 2022122988000115
    b1は、炭素数1~24の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
    1及びQ2は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1~6のペルフルオロアルキル基を表す。]
  2. 酸発生剤は、モル体積が850cm/mol以上の酸を発生させる酸発生剤である請求項1記載のレジスト組成物。
  3. 酸不安定基を有する構造単位が、式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2記載のレジスト組成物。
    Figure 2022122988000116
    [式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)中、
    a01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、-O-又は-O-(CHk1-CO-O-を表し、k1は1~7のいずれかの整数を表し、*は-CO-との結合手を表す。
    a01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
    a02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
    a6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1~8のアルキル基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
    m1は0~14のいずれかの整数を表す。
    n1は0~10のいずれかの整数を表す。
    n1’は0~3のいずれかの整数を表す。]
  4. 樹脂が、さらに、ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位を含む請求項1~3のいずれか記載のレジスト組成物。
  5. ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位が、式(a3-4)で表される構造単位である請求項4記載のレジスト組成物。
    Figure 2022122988000117
    [式(a3-4)中、
    a24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
    a7は、-O-、-O-La8-O-、-O-La8-CO-O-、-O-La8-CO-O-La9-CO-O-又は-O-La8-O-CO-La9-O-を表す。
    *は-CO-との結合手を表す。
    a8及びLa9は、互いに独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
    a25は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
    w1は、0~8のいずれかの整数を表す。w1が2以上のとき、複数のRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。]
  6. 樹脂が、さらに、ヒドロキシ基を有する構造単位を含む請求項1~5のいずれか記載のレジスト組成物。
  7. 酸発生剤から発生する酸が、-O-SO-O-を含む環構造を有する請求項1~6のいずれか記載のレジスト組成物。
  8. さらに、フッ素原子を有する構造単位を含む樹脂を含有する請求項1~7のいずれか記載のレジスト組成物。
  9. 酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩をさらに含有する請求項1~8のいずれか記載のレジスト組成物。
  10. (1)請求項1~9のいずれかに記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
    (2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
    (3)組成物層に露光する工程、
    (4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
    (5)加熱後の組成物層を現像する工程、を含むレジストパターンの製造方法。
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