JP5238399B2 - Positive resist composition, resist pattern forming method, polymer compound, compound - Google Patents

Positive resist composition, resist pattern forming method, polymer compound, compound Download PDF

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本発明は、ポジ型レジスト組成物の基材成分として利用できる新規な高分子化合物、該高分子化合物のモノマーとして有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a novel polymer compound that can be used as a base component of a positive resist composition, a compound useful as a monomer of the polymer compound, a positive resist composition containing the polymer compound, and the positive type The present invention relates to a resist pattern forming method using a resist composition.

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、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線に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。
露光した部分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、露光した部分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エキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to light such as light or an electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed. And a development process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film.
A resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive type, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative type.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to advances in lithography technology.
As a technique for miniaturization, the wavelength of an exposure light source is generally shortened. Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. In addition, studies have been made on F 2 excimer lasers, electron beams, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like having shorter wavelengths than these excimer lasers.

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、酸の作用によりアルカリ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、酸発生剤から酸が発生し、該酸の作用により樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。
現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)などが一般的に用いられている(たとえば特許文献1〜2参照)。ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
特開2003−241385号公報 特開2006−016379号公報
Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions.
As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator that generates an acid upon exposure is used. ing.
For example, as a positive chemically amplified resist composition, a composition containing a resin component (base resin) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component is generally used. Yes. When such a resist film formed using the resist composition is selectively exposed at the time of forming the resist pattern, an acid is generated from the acid generator in the exposed portion, and the alkali developer of the resin component is generated by the action of the acid. As a result, the exposed area becomes soluble in an alkaline developer.
Currently, as a resist base resin used in ArF excimer laser lithography and the like, a resin having a constitutional unit derived from (meth) acrylic acid ester (acrylic resin) because of its excellent transparency near 193 nm Etc. are generally used (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Here, “(meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.
JP 2003-241385 A JP 2006-016379 A

今後、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が予想されるなか、リソグラフィー用途に使用できる新規な材料に対する要求がある。
近年、リソグラフィー分野において重要となっている問題として、レジストパターンの表面に発生する欠陥(ディフェクト)がある。ディフェクトとは、例えばKLAテンコール社の表面欠陥観察装置(商品名「KLA」)により、現像後のレジストパターンを真上から観察した際に検知される不具合全般のことである。この不具合とは、例えば現像後のスカム、泡、ゴミ、ブリッジ(レジストパターン間の橋掛け構造)、色むら、析出物等である。ディフェクトの改善は、高解像性のレジストパターンが要求されるようになるにつれて重要となる。特に、ArFエキシマレーザー以降、すなわちArFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV、EB等を光源として微細パターン、たとえば130nm以下のレジストパターンを形成する場合には、ディフェクトの解決の問題がいっそう厳しくなってきている。そのため、レジストパターンの微細化が進むにつれて、ディフェクトの低減に有効な材料に対する要求が大きくなっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポジ型レジスト組成物の基材成分として有用な新規な高分子化合物、該高分子化合物のモノマーとして有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いる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。
In the future, there is a demand for new materials that can be used for lithography applications as further advancement of lithography technology and expansion of application fields are expected.
In recent years, a problem that has become important in the field of lithography is a defect that occurs on the surface of a resist pattern. Defects are general defects detected when a developed resist pattern is observed from directly above, for example, with a surface defect observation apparatus (trade name “KLA”) manufactured by KLA Tencor. Examples of such defects include scum, bubbles, dust, bridges (bridge structures between resist patterns), uneven color, and precipitates after development. Improving the defect becomes important as a resist pattern having high resolution is required. In particular, when an ArF excimer laser is used, that is, when a fine pattern such as a resist pattern of 130 nm or less is formed using ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV, EB, etc. as a light source, the problem of defect resolution becomes more severe. ing. Therefore, as the resist pattern becomes finer, the demand for a material effective for reducing defects is increasing.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a novel polymer compound useful as a base component of a positive resist composition, a compound useful as a monomer of the polymer compound, and the polymer compound. It is an object of the present invention to provide a positive resist composition containing the resist and a method of forming a resist pattern using the positive resist composition.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第一の態様は、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基材成分(A)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分(A)が、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物である。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
That is, the first aspect of the present invention is a positive type containing a base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure. A resist composition comprising:
A positive resist composition comprising the base material component (A) containing a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1 -1 ): is there.

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]

本発明の第二の態様は、支持体上に、前記第一の態様のポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法である。
本発明の第三の態様は、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and an alkali development of the resist film. And a resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern.
The third aspect of the present invention is a polymer compound having a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1 -1 ).

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]

本発明の第四の態様は、下記一般式(I−1)で表される化合物である。 4th aspect of this invention is a compound represented by the following general formula (I <-1> ).

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]

本明細書およ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、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の2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。
「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。
「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、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。該α位の炭素原子に結合する置換基としては、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、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。以下、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を、それぞれ、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基ということがある。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、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
「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, “aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the 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.
“Fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
“A structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid esters” include those in which a hydrogen atom is bonded to the carbon atom at the α-position, and those in which a substituent (atom or group other than a hydrogen atom) is bonded to the carbon atom in the α-position. Include concepts. Examples of the substituent bonded to the α-position carbon atom include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydroxyalkyl group. Hereinafter, the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms may be referred to as a lower alkyl group and a halogenated lower alkyl group, respectively. The α-position carbon atom of the acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded unless otherwise specified.
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.

本発明によれば、ポジ型レジスト組成物の基材成分として利用できる新規な高分子化合物、該高分子化合物のモノマーとして有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供できる。   According to the present invention, a novel polymer compound that can be used as a base component of a positive resist composition, a compound useful as a monomer of the polymer compound, a positive resist composition containing the polymer compound, and the A resist pattern forming method using a positive resist composition can be provided.

≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物(以下、単にレジスト組成物ということがある。)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基材成分(A)(以下、(A)成分という。)、および放射線の照射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。
かかるポジ型レジスト組成物においては、放射線が照射(露光)されると、(B)成分から酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の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、当該ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、当該レジスト膜の、露光部のアルカリ現像液に対する可溶性が増大する一方で、未露光部のアルカリ現像液に対する溶解性は変化しないため、アルカリ現像を行うことにより、レジストパターンを形成することができる。
ここで、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物である。基材成分としては、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、また、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすい。
前記基材成分として用いられる「分子量が500以上の有機化合物」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、分子量が500以上4000未満の非重合体を低分子化合物という。
重合体としては、通常、分子量が2000以上のものが用いられる。以下、分子量が2000以上の重合体を高分子化合物という。高分子化合物の場合、「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。以下、高分子化合物を単に「樹脂」ということがある。
≪Positive resist composition≫
The positive resist composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to simply as “resist composition”) is a base component (A) (hereinafter referred to as “component (A)”) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. And an acid generator component (B) (hereinafter referred to as component (B)) that generates an acid upon irradiation with radiation.
In such a positive resist composition, when radiation is irradiated (exposed), an acid is generated from the component (B), and the solubility of the component (A) in an alkaline developer is increased by the action of the acid. Therefore, in the formation of the resist pattern, when selective exposure is performed on the resist film obtained using the positive resist composition, the solubility of the resist film in the alkaline developer in the exposed portion increases. Since the solubility of the unexposed portion in the alkaline developer does not change, a resist pattern can be formed by performing alkali development.
Here, the “base material component” is an organic compound having a film forming ability. As the substrate component, 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 a nano-level resist pattern is easily formed.
“Organic compounds having a molecular weight of 500 or more” used as the base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, a nonpolymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is referred to as a low molecular compound.
As the polymer, those having a molecular weight of 2000 or more are usually used. Hereinafter, a polymer having a molecular weight of 2000 or more is referred to as a polymer compound. In the case of a polymer compound, the “molecular weight” is a polystyrene-reduced mass average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography). Hereinafter, the polymer compound may be simply referred to as “resin”.

<(A)成分>
[高分子化合物(A1)]
(A)成分は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)(以下、(A1)成分という。)を含有する。
本発明のレジスト組成物は、構成単位(a0)を有する(A1)成分を含有することにより、ディフェクトの低減に効果を奏する。その理由としては、以下のことが考えられる。すなわち、レジスト膜に対してマスクを介した選択的露光を行うと、未露光部にも微量の放射線が照射されることがある。たとえばハーフトーン型位相シフトマスクを介して選択的露光を行った場合、未露光部には、露光部の数〜10%程度、通常6%程度の放射線が照射される。そのため、未露光部においても、その照射量に応じて(B)成分から微量の酸が発生する。
構成単位(a0)において、式(a0−1)中のRと、該Rが結合した酸素原子(−O−)との間の結合(以下、R−O間結合という。)は、Xと、該Xに隣接する、カルボニル基に結合した酸素原子(−O−)との間の結合(以下、X−O間結合という。)に比べて、比較的切断されやすく、6%ハーフトーン型位相シフトマスクを介した選択的露光を行った場合の未露光部においても切断可能である。一方、X−O間結合は比較的切断されにくく、6%ハーフトーン型位相シフトマスクを介した選択的露光を行った場合、露光部においては切断されるものの、未露光部においては切断されない。
そのため、レジストパターンの形成において、6%ハーフトーン型位相シフトマスクを介した選択的露光を行うと、露光部においては、X−O間結合(およびR−O間結合)が切断されて、構成単位(a0)の側鎖末端にカルボキシ基が形成される一方、未露光部においては、Rと、該Rが結合した酸素原子(−O−)との間の結合のみが切断されて、構成単位(a0)の側鎖末端にアルコール性水酸基が形成される。
このように、未露光部において、(A1)成分中にアルコール性水酸基が形成されることにより、未露光部のレジスト膜の親水性が高まり、アルカリ現像液(アルカリ水溶液)に対する親和性が向上し、これにより、ディフェクトの発生を抑制できると推測される。
<(A) component>
[Polymer Compound (A1)]
(A) component contains the high molecular compound (A1) (henceforth (A1) component) which has the structural unit (a0) represented by the said general formula (a0-1).
The resist composition of the present invention is effective in reducing defects by containing the component (A1) having the structural unit (a0). The reason is considered as follows. That is, when selective exposure through a mask is performed on the resist film, a small amount of radiation may be irradiated even on an unexposed portion. For example, when selective exposure is performed through a halftone phase shift mask, the unexposed portion is irradiated with radiation of about several to 10% of the exposed portion, usually about 6%. Therefore, even in the unexposed area, a small amount of acid is generated from the component (B) according to the irradiation amount.
In the structural unit (a0), the bond between R 4 in formula (a0-1) and the oxygen atom (—O—) to which R 4 is bonded (hereinafter referred to as R 4 —O bond) is as follows. , X and an oxygen atom (—O—) bonded to a carbonyl group adjacent to X (hereinafter referred to as an X—O bond), which is relatively easy to cleave, 6% It is possible to cut even an unexposed portion when selective exposure is performed through a halftone phase shift mask. On the other hand, the X-O bond is relatively difficult to cut, and when selective exposure through a 6% halftone phase shift mask is performed, it is cut at the exposed portion but not at the unexposed portion.
Therefore, when selective exposure through a 6% halftone phase shift mask is performed in the formation of the resist pattern, the X—O bond (and the R 4 —O bond) is cut in the exposed portion, while carboxy group in a side chain terminal of the structural unit (a0) is formed, in the unexposed area, and R 4, only the bond between the oxygen atom to which the R 4 is bonded (-O-) is cut Thus, an alcoholic hydroxyl group is formed at the end of the side chain of the structural unit (a0).
Thus, in the unexposed area, the formation of an alcoholic hydroxyl group in the component (A1) increases the hydrophilicity of the resist film in the unexposed area and improves the affinity for an alkali developer (alkaline aqueous solution). Thus, it is presumed that the occurrence of defects can be suppressed.

Figure 0005238399
[式中、R は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり;Xは、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子のうち、カルボニル基に結合した酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R はアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
式(a0−1)中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基である。
の低級アルキル基は、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。
のハロゲン化低級アルキル基は、前記低級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。
としては、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; X represents a divalent aliphatic carbon atom which may have a substituent; Among the adjacent oxygen atoms, the carbon atom bonded to the oxygen atom bonded to the carbonyl group is a tertiary carbon atom; R 4 is an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group. ]
In formula (a0-1), R 1 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group.
The lower alkyl group for R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group. Group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
The halogenated lower alkyl group for R 1 is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the lower alkyl group are substituted with halogen atoms. 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.
R 1 is preferably a hydrogen atom, a lower alkyl group or a fluorinated lower alkyl group, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of industrial availability.

Xは、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子(−O−)のうち、カルボニル基に結合した酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子である。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「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。
Xにおける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。
Xにおける脂肪族炭化水素基として、より具体的には、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等が挙げられる。
X is a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, and among adjacent oxygen atoms (—O—), the carbon atom bonded to the oxygen atom bonded to the carbonyl group is the first. A tertiary carbon atom.
Here, in the present specification and claims, the “aliphatic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group having no aromaticity.
The aliphatic hydrocarbon group for X may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group for X include a branched aliphatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.

Xにおける分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、カルボニル基に結合した酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であればよく、特に限定されないが、炭素数が3〜8であることが好ましく、3〜7であることがより好ましく、3〜6であることがさらに好ましい。
該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、より具体的には、−C(R18)(R19)−(R20−で表される基が挙げられる。
該式中、R18およびR19は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり、R20は置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり、nは0または1である。
18およびR19におけるアルキル基は、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、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。
20における直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8がより好ましく、1〜5がさらに好ましく、1または2が特に好ましい。
20における直鎖状のアルキレン基として、具体的には、メチレン基、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。
20における分岐鎖状のアルキレン基として、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−、−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。
Xにおける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。該脂肪族炭化水素基が置換基を有するとは、該脂肪族炭化水素基の水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の原子または基)で置換されていることを意味する、
該分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基としては、水酸基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
The branched aliphatic hydrocarbon group in X is not particularly limited as long as the carbon atom bonded to the oxygen atom bonded to the carbonyl group is a tertiary carbon atom, but has 3 to 8 carbon atoms. Is more preferable, it is more preferable that it is 3-7, and it is further more preferable that it is 3-6.
The branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and more specifically, a group represented by -C (R 18 ) (R 19 )-(R 20 ) n-. Is mentioned.
In the formula, R 18 and R 19 are each independently an alkyl group which may have a substituent, and R 20 is a linear or branched alkylene group which may have a substituent. And n is 0 or 1.
The alkyl group in R 18 and R 19 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n -Butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like can be mentioned.
The linear or branched alkylene group for R 20 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 or 2.
Specific examples of the linear alkylene group in R 20 include a methylene group, an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [— (CH 2 ) 3 —], and a tetramethylene group [— (CH 2) 4 -], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 -], and the like.
Specific examples of the branched alkylene group for R 20 include —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 - alkyl 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 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C ( Alkylethylene groups such as CH 2 CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene groups such as —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 —; —CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 Examples include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 —. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The branched aliphatic hydrocarbon group for X may or may not have a substituent. The aliphatic hydrocarbon group having a substituent means that part or all of the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon group are substituted with a substituent (atom or group other than a hydrogen atom).
Examples of the substituent that the branched aliphatic hydrocarbon group may have include a hydroxyl group, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an oxygen atom (═O).

Xにおける「構造中に環を含む脂肪族炭化水素基」としては、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を2個除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか又は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。
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、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。単環式基としては、炭素数3〜6の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く、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。
多環式基としては、炭素数7〜12の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。
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。置換基としては、水酸基、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Xが構造中に環を含む脂肪族炭化水素基である場合、その具体例としては、カルボニル基に結合した酸素原子側の末端に、後述する一般式(2−1)〜(2−3)のいずれかで表される基を含有するものが挙げられる。
As the “aliphatic hydrocarbon group including a ring in the structure” of X, a cyclic aliphatic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), the cyclic aliphatic hydrocarbon group Includes a group bonded to the terminal of the chain aliphatic hydrocarbon group described above or interposed in the middle of the chain aliphatic hydrocarbon group.
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. As the monocyclic group, a group in which two hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane.
As the polycyclic group, a group in which two hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms is preferable. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetra And cyclododecane.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an oxygen atom (= O).
When X is an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, specific examples thereof include a general formula (2-1) to (2-3) described later at the oxygen atom-side end bonded to the carbonyl group. And those containing a group represented by any of the above.

本発明において、Xは、隣接する酸素原子のうち、Rに結合した酸素原子側の末端が、無置換のアルキレン基であることが好ましい。
Xとしては、特に、−R−R−[式中、Rは、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;Rは直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。]で表される基が好ましい。すなわち、構成単位(a0)は、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位であることが好ましい。
In the present invention, X is preferably an unsubstituted alkylene group at the end on the oxygen atom side bonded to R 4 among adjacent oxygen atoms.
As X, in particular, —R 2 —R 3 — [wherein R 2 is a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, and is a carbon bonded to an adjacent oxygen atom. The atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group. ] Is preferable. That is, the structural unit (a0) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a0-1-1).

Figure 0005238399
[式中、RおよびRはそれぞれ前記と同じであり;Rは、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;Rは直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 and R 4 are the same as defined above; R 2 is a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, and is a carbon bonded to an adjacent oxygen atom; The atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group. ]

としては、Xにおける脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
本発明において、Rとしては、化学増幅型レジスト用のベース樹脂において用いられている酸解離性溶解抑制基のうち、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基から水素原子を1個除いた基が好ましい。該第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、後述する構成単位(a1)において挙げるものと同様のものが挙げられる。
の具体例としては、下記一般式(2−1)で表される基、一般式(2−2)で表される基、一般式(2−3)で表される基等が挙げられる。
としては、式(2−1)〜(2−3)のいずれかで表される基からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、式(2−1)で表される基が特に好ましい。
Examples of R 2 include the same aliphatic hydrocarbon groups as those described above for X.
In the present invention, as R 2 , one hydrogen atom is removed from the tertiary alkyl ester type acid dissociable dissolution inhibiting group among the acid dissociable dissolution inhibiting groups used in the base resin for chemically amplified resist. The groups are preferred. Examples of the tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting group include the same groups as those exemplified in the structural unit (a1) described later.
Specific examples of R 2 include a group represented by the following general formula (2-1), a group represented by the general formula (2-2), and a group represented by the general formula (2-3). It is done.
R 2 is preferably at least one selected from the group consisting of groups represented by any of formulas (2-1) to (2-3), and the group represented by formula (2-1) is Particularly preferred.

Figure 0005238399
[式(2−1)中、R21およびR22は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり;R23は、2価の脂肪族環式基である。式(2−2)中、R24およびR25は相互に結合して、R24およびR25が結合した炭素原子とともに脂肪族環を形成しており;R26は、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。式(2−3)中、R27はアルキル基であり;Rは、置換基を有していてもよい脂肪族環式基である。]
Figure 0005238399
[In Formula (2-1), R 21 and R 22 are each independently an optionally substituted alkyl group; R 23 is a divalent aliphatic cyclic group. In Formula (2-2), R 24 and R 25 are bonded to each other to form an aliphatic ring together with the carbon atom to which R 24 and R 25 are bonded; R 26 has a substituent. It may be a linear or branched alkylene group. In Formula (2-3), R 27 is an alkyl group; R X is an aliphatic cyclic group that may have a substituent. ]

式(2−1)中、R21およびR22は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基である。
21およびR22におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐鎖状が好ましい。
該直鎖状または分岐鎖状のアルキル基は、低級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。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く、メチル基が最も好ましい。
該アルキル基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、水酸基、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
In formula (2-1), R 21 and R 22 are each independently an alkyl group which may have a substituent.
The alkyl group in R 21 and R 22 may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
The linear or branched alkyl group is preferably a lower alkyl group, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group. Group, isopentyl group, neopentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, a methyl group or an ethyl group is more preferable, and a methyl group is most preferable.
The alkyl group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an oxygen atom (= O).

23は2価の脂肪族環式基である。
本明細書および特許請求の範囲において、「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基を示す。
脂肪族環式基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基の炭素数は、3〜15であることが好ましい。
23における脂肪族環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよく、多環式であることが好ましい。
脂肪族環式基は、炭素及び水素からなる炭化水素基(脂環式基)であってもよく、該脂環式基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基等であってもよい。脂肪族環式基としては、脂環式基が好ましい。
単環式の脂環式基の具体例としては、モノ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。さらに具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が挙げられ、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
多環式の脂環式基の具体例としては、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。ポリシクロアルカンとして、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が挙げられる。これらの中でも、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンが、工業上入手しやすいため好ましく、特に、アダマンタンまたはノルボルナンが好ましい。
脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。脂肪族環式基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、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、酸素原子(=O)等が挙げられる。
R 23 is a divalent aliphatic cyclic group.
In the present specification and claims, the “aliphatic cyclic group” refers to a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The aliphatic cyclic group may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF). .
It is preferable that carbon number of an aliphatic cyclic group is 3-15.
The aliphatic cyclic group for R 23 may be monocyclic, polycyclic, or polycyclic.
The aliphatic cyclic group may be a hydrocarbon group (alicyclic group) composed of carbon and hydrogen, and some of the carbon atoms constituting the ring of the alicyclic group are oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur. It may be a heterocyclic group substituted with a heteroatom such as an atom. As the aliphatic cyclic group, an alicyclic group is preferable.
Specific examples of the monocyclic alicyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane. More specifically, a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane or cyclohexane is exemplified, and a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclohexane is preferred.
Specific examples of the polycyclic alicyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane are preferable because they are easily available industrially, and adamantane or norbornane is particularly preferable.
The aliphatic cyclic group may or may not have a substituent. Examples of the substituent that the aliphatic cyclic group may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O) and the like.

式(2−1)で表される基の具体例としては、たとえば、下記一般式(2−11)〜(2−16)で表される基等が挙げられる。   Specific examples of the group represented by the formula (2-1) include groups represented by the following general formulas (2-11) to (2-16).

Figure 0005238399
[式中、R21およびR22はそれぞれ前記と同じである。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 21 and R 22 are the same as defined above. ]

式(2−2)中、R24およびR25は相互に結合して、R24およびR25が結合した炭素原子とともに脂肪族環を形成している。
該脂肪族環は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、ArFエキシマレーザー等に対する透明性が高く、解像性や焦点深度幅(DOF)等にも優れることから、飽和であることが好ましい。
脂肪族環の炭素数は、3〜15であることが好ましい。
脂肪族環は、炭素及び水素からなる炭化水素環であってもよく、該炭化水素環の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロ環式基等であってもよい。脂肪族環としては、炭化水素環が好ましい。
24およびR25が結合した炭素原子とともに形成する炭化水素環は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
単環式の炭化水素環の具体例としては、モノシクロアルカンを構成する炭素原子のうち、1つの炭素原子から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。さらに具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサンの1つの炭素原子から2個の水素原子を除いた基が挙げられ、シクロヘキサンの1つの炭素原子から2個の水素原子を除いた基が好ましい。
多環式の脂環式基の具体例としては、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のポリシクロアルカンを構成する炭素原子のうち、1つの炭素原子から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。ポリシクロアルカンとして、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が挙げられる。これらの中でも、アダマンタン、ノルボルナン、テトラシクロドデカンが、工業上入手しやすいため好ましく、特に、アダマンタンまたはノルボルナンが好ましい。
該脂肪族環は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。脂肪族環式基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、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、酸素原子(=O)等が挙げられる。
In formula (2-2), R 24 and R 25 are bonded to each other to form an aliphatic ring together with the carbon atom to which R 24 and R 25 are bonded.
The aliphatic ring may be either saturated or unsaturated, but is preferably saturated because it is highly transparent to ArF excimer laser and the like, and has excellent resolution and depth of focus (DOF).
It is preferable that carbon number of an aliphatic ring is 3-15.
The aliphatic ring may be a hydrocarbon ring composed of carbon and hydrogen, and a part of carbon atoms constituting the ring of the hydrocarbon ring is substituted with a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Heterocyclic group etc. may be sufficient. As the aliphatic ring, a hydrocarbon ring is preferable.
The hydrocarbon ring formed together with the carbon atom to which R 24 and R 25 are bonded may be monocyclic or polycyclic.
Specific examples of the monocyclic hydrocarbon ring include a group in which two hydrogen atoms are removed from one carbon atom among the carbon atoms constituting the monocycloalkane. More specifically, a group obtained by removing two hydrogen atoms from one carbon atom of cyclopentane or cyclohexane is preferable, and a group obtained by removing two hydrogen atoms from one carbon atom of cyclohexane is preferable.
As a specific example of the polycyclic alicyclic group, two hydrogen atoms were removed from one carbon atom among carbon atoms constituting a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. Groups. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these, adamantane, norbornane, and tetracyclododecane are preferable because they are easily available industrially, and adamantane or norbornane is particularly preferable.
The aliphatic ring may or may not have a substituent. Examples of the substituent that the aliphatic cyclic group may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O) and the like.

26は、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。
26におけるアルキレン基としては、前記R20における直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基と同様のものが挙げられる。該アルキレン基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該アルキレン基における置換基としては、水酸基、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
R 26 represents a linear or branched alkylene group which may have a substituent.
As the alkylene group for R 26, the same as the linear or branched alkylene groups for R 20 can be used. The alkylene group may or may not have a substituent. Examples of the substituent in the alkylene group include a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an oxygen atom (═O).

式(2−2)で表される基の具体例としては、たとえば、下記一般式(2−21)〜(2−29)で表される基等が挙げられる。
式(2−22)中、gは0〜5の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
Specific examples of the group represented by the formula (2-2) include groups represented by the following general formulas (2-21) to (2-29).
In formula (2-22), g is preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.

Figure 0005238399
[式中、R26は前記と同じであり、Bは酸素原子、硫黄原子、メチレン基またはエチレン基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 26 is the same as defined above, B is an oxygen atom, a sulfur atom, a methylene group or an ethylene group, and g is an integer of 0-8. ]

式(2−3)中、R27におけるアルキル基としては、前記R21およびR22におけるアルキル基と同様のものが挙げられる。
は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基である。該脂肪族環式基としては、前記R24およびR25が相互に結合して、R24およびR25が結合した炭素原子とともに形成する脂肪族環として挙げた脂肪族環から水素原子を1個除いた基が挙げられる。
式(2−3)で表される基の具体例としては、たとえば、下記一般式(2−31)〜(2−39)で表される基等が挙げられる。
式(2−32)中、gは前記式(2−22)中のgと同様である。
In formula (2-3), examples of the alkyl group for R 27 include the same alkyl groups as those described above for R 21 and R 22 .
R X is an aliphatic cyclic group which may have a substituent. As the aliphatic cyclic group, R 24 and R 25 are bonded to each other, and one hydrogen atom is formed from the aliphatic ring mentioned as the aliphatic ring formed together with the carbon atom to which R 24 and R 25 are bonded. Excluded groups are mentioned.
Specific examples of the group represented by the formula (2-3) include groups represented by the following general formulas (2-31) to (2-39).
In the formula (2-32), g is the same as g in the formula (2-22).

Figure 0005238399
[式中、R27は前記と同じであり、Bは酸素原子、硫黄原子、メチレン基またはエチレン基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 27 is the same as defined above, B is an oxygen atom, a sulfur atom, a methylene group or an ethylene group, and g is an integer of 0-8. ]

式(a0−1−1)中、Rは、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基である。
該アルキレン基は、主鎖の炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4であることがより好ましく、1〜3が特に好ましく、1が最も好ましい。
直鎖状のアルキレン基として、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。
分岐鎖状のアルキレン基としては、前記直鎖状のアルキレン基に直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合した基が挙げられる。該アルキル基は、直鎖状であることが好ましい。該アルキル基の炭素数は1〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1または2がさらに好ましい。分岐鎖状のアルキレン基として、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−、−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等のアルキルアルキレン基が挙げられる。該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。
In formula (a0-1-1), R 3 represents a linear or branched alkylene group.
The alkylene group preferably has 1 to 5 carbon atoms in the main chain, more preferably 1 to 4, particularly preferably 1 to 3, and most preferably 1.
Specific examples of the linear alkylene group include a methylene group [—CH 2 —], an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [— (CH 2 ) 3 —], a tetramethylene group [ — (CH 2 ) 4 —], pentamethylene group [— (CH 2 ) 5 —] and the like can be mentioned.
Examples of the branched alkylene group include a group in which a linear or branched alkyl group is bonded to the linear alkylene group. The alkyl group is preferably linear. 1-5 are preferable, as for carbon number of this alkyl group, 1-3 are more preferable, and 1 or 2 is further more preferable. Specifically, as the branched alkylene group, —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 - alkyl 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 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - , etc. It includes alkylalkylene groups such as Le Kill tetramethylene group. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

式(a0−1)中、Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。
「酸解離性溶解抑制基」は、解離前は(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を抑制するアルカリ溶解抑制性を有するとともに、露光により(B)成分から発生した酸により解離してこの(A1)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものである。
におけるアセタール型酸解離性溶解抑制基としては、特に制限はなく、これまで提案されているものを使用することができる。
該アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
In formula (a0-1), R 4 represents an acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The “acid-dissociable, dissolution-inhibiting group” has an alkali dissolution-inhibiting property that suppresses the solubility of the component (A1) in an alkaline developer before dissociation, and is dissociated by an acid generated from the component (B) upon exposure. (A1) This increases the solubility of the entire component in an alkaline developer.
The acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group for R 4 is not particularly limited, and those proposed so far can be used.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group include groups represented by general formula (p1) shown below.

Figure 0005238399
[式中、Yは直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または1価の脂肪族環式基であり、nは0〜3の整数であり、R’およびR’はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、YおよびR’が相互に結合して脂肪族環を形成していてもよい。]
Figure 0005238399
[Wherein Y is a linear or branched alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group, n is an integer of 0 to 3, and R 1 ′ and R 2 ′ are each independently It is a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and Y and R 1 ′ may be bonded to each other to form an aliphatic ring. ]

上記式(p1)中、Yは直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または1価の脂肪族環式基である。
Yが直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の場合、その炭素数は1〜15であることが好ましく、1〜5であることがより好ましく、エチル基またはメチル基がさらに好ましく、エチル基が最も好ましい。
Yが1価の脂肪族環式基である場合、該脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができる。かかる脂肪族環式基としては、前記R23における脂肪族環式基と同様のもの(ただし1価)が挙げられる。
Yにおける1価の脂肪族環式基は、炭素数4〜15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、モノシクロアルカン、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。該シクロアルカンは、置換基として、フッ素原子またはフッ素化アルキル基を有していてもよく、有さなくてもよい。
該脂肪族環式基として、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。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
In the above formula (p1), Y represents a linear or branched alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group.
When Y is a linear or branched alkyl group, the carbon number is preferably 1-15, more preferably 1-5, still more preferably an ethyl group or a methyl group, and the ethyl group is Most preferred.
When Y is a monovalent aliphatic cyclic group, the aliphatic cyclic group is appropriately selected from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in large numbers in ArF resists and the like. Can be used. Examples of the aliphatic cyclic group include the same (but monovalent) as the aliphatic cyclic group for R 23 .
The monovalent aliphatic cyclic group for Y preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a cycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. The cycloalkane may or may not have a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent.
Specific examples of the aliphatic cyclic group include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane: adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, or the like. And a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from cycloalkane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.

式(p1)中、n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または1がより好ましく、0が最も好ましい。
’およびR’はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子である。
’およびR’における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基としては、低級アルキル基が好ましい。該低級アルキル基としては、上記Rの低級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く、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R’およびR’のうちの少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、式(p1)で表される基がが、下記一般式(p1−1)で表される基であることが好ましい。
In formula (p1), n is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.
R 1 ′ and R 2 ′ are each independently a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom.
The linear or branched alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ is preferably a lower alkyl group. Examples of the lower alkyl group include the same lower alkyl groups as those described above for R 1 , preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the group represented by the formula (p1) is preferably a group represented by the following general formula (p1-1).

Figure 0005238399
[式中、R’、n、Yはそれぞれ前記と同じである。]
Figure 0005238399
[Wherein R 1 ′, n and Y are the same as defined above. ]

また、上記式(p1)においては、YおよびR’が相互に結合して脂肪族環を形成していてもよい。
この場合、Yと、R’と、−O−(CH−と、R’が結合した炭素原子とにより脂肪族環が形成されている。該脂肪族環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該脂肪族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。
In the above formula (p1), Y and R 1 ′ may be bonded to each other to form an aliphatic ring.
In this case, an aliphatic ring is formed by Y, R 1 ′, —O— (CH 2 ) n —, and the carbon atom to which R 2 ′ is bonded. As this aliphatic cyclic group, a 4-7 membered ring is preferable and a 4-6 membered ring is more preferable. Specific examples of the aliphatic cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

上記一般式(a0−1−1)で表される構成単位としては、たとえば以下のものが挙げられる。
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。
Examples of the structural unit represented by the general formula (a0-1-1) include the following.
In each formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

構成単位(a0)としては、特に、下記一般式(a0−1−11)で表される構成単位が好ましく、特に、下記一般式(a0−1−111)で表される構成単位が好ましい。   As the structural unit (a0), a structural unit represented by general formula (a0-1-11) shown below is particularly preferred, and a structural unit represented by general formula (a0-1-111) shown below is particularly preferred.

Figure 0005238399
[式中、R、R、R、R21〜R23はそれぞれ前記と同じである。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 , R 3 , R 4 and R 21 to R 23 are the same as defined above. ]

Figure 0005238399
[式中、R、R21〜R22およびR’はそれぞれ前記と同じであり、R21’〜R22 ’はそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキル基である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 , R 21 to R 22 and R 1 ′ are the same as defined above, and R 21 ′ to R 22 ′ are each independently a linear or branched alkyl group. ]

式(a0−1−111)中、R21’〜R22 ’における直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、前記R’における直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と同様のものが挙げられる。 In formula (a0-1-111), the linear or branched alkyl group for R 21 ′ to R 22 ′ is the same as the linear or branched alkyl group for R 1 ′. Is mentioned.

(A1)成分において、構成単位(a0)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。
また、(A1)成分は、構成単位(a0)のみからなる重合体であってもよく、さらに他の構成単位(後述する構成単位(a1)〜(a4)等)を含む共重合体であってもよい。
(A1)成分中の構成単位(a0)の割合は、当該構成単位(a0)と、後述する構成単位(a1)との合計の割合(構成単位(a1)を有さない場合は構成単位(a0)のみの割合)が、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%となる量が好ましく、20〜70モル%となる量がより好ましく、30〜60モル%となる量が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、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ることができる。
また、(A1)成分中の構成単位(a0)の割合は、当該(A1)成分を含有するポジ型レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成する際のディフェクト発生の低減効果、ハーフ露光(ハーフトーン型位相シフトマスクを解した露光)後、PEB時において親水性が向上すること、レジスト塗布後(露光前)の接触角が向上すること等から、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましい。
In the component (A1), as the structural unit (a0), one type of structural unit may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In addition, the component (A1) may be a polymer composed only of the structural unit (a0), and is a copolymer including other structural units (structural units (a1) to (a4) and the like described later). May be.
The proportion of the structural unit (a0) in the component (A1) is the total proportion of the structural unit (a0) and the structural unit (a1) described later (in the case where the structural unit (a1) is not included, the structural unit ( The proportion of only a0)) is preferably 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, and more preferably 30 to 60 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A1). Is most preferred. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.
Further, the proportion of the structural unit (a0) in the component (A1) is such that the effect of reducing the occurrence of defects when forming a resist pattern using a positive resist composition containing the component (A1), half exposure (half After exposure to the tone type phase shift mask), the hydrophilicity is improved during PEB, and the contact angle after resist application (before exposure) is improved. On the other hand, it is preferably 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more.

(A1)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a0)以外の他の構成単位を有していてもよい。該他の構成単位としては、構成単位(a0)を誘導するモノマー(後述する本発明の第四の態様の化合物)と共重合可能な化合物から誘導される構成単位であれば特に限定されず、たとえばこれまで化学増幅型レジスト用のベース樹脂の構成単位として提案されているものが挙げられる。かかる構成単位としては、たとえば、以下の構成単位(a1)〜(a4)等が挙げられる。
本発明においては、特に、(A1)成分が、前記構成単位(a0)に加えて、構成単位(a1)を有することが好ましい。
また、(A1)成分が、前記構成単位(a0)に加えて、または該構成単位(a0)および構成単位(a1)に加えて、さらに、構成単位(a2)を有することが好ましい。また、これらに加えて、さらに、構成単位(a3)を有することも好ましい。
The component (A1) may have a structural unit other than the structural unit (a0) as long as the effects of the present invention are not impaired. The other structural unit is not particularly limited as long as it is a structural unit derived from a compound copolymerizable with a monomer that derives the structural unit (a0) (compound of the fourth aspect of the present invention described later). For example, what has been proposed as a constituent unit of a base resin for a chemically amplified resist is mentioned. Examples of the structural unit include the following structural units (a1) to (a4).
In the present invention, in particular, the component (A1) preferably has a structural unit (a1) in addition to the structural unit (a0).
The component (A1) preferably further has a structural unit (a2) in addition to the structural unit (a0) or in addition to the structural unit (a0) and the structural unit (a1). In addition to these, it is also preferable to have a structural unit (a3).

・構成単位(a1):
構成単位(a1)は、前記構成単位(a0)に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基は、解離前は(A1)成分全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するとともに、酸により解離してこの(A1)成分全体のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させるものであり、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
-Structural unit (a1):
The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester not containing the structural unit (a0) and containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group.
The acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) has an alkali dissolution inhibiting property that makes the entire component (A1) difficult to dissolve in an alkali developer before dissociation, and dissociates with an acid. This increases the solubility of the entire component in an alkaline developer, and those that have been proposed as acid dissociable, dissolution inhibiting groups for base resins for chemically amplified resists can be used. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group such as an alkoxyalkyl group is widely known. . The “(meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position.
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (O)). A structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group” for convenience.

第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
ここで、「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、−C(R71)(R72)(R73)で表される基が挙げられる。式中、R71〜R73は、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基である。−C(R71)(R72)(R73)で表される基は、炭素数が4〜8であることが好ましく、具体的にはtert−ブチル基、2−メチル−2−ブチル基、2−メチル−2−ペンチル基、3−メチル−3−ペンチル基などが挙げられる。特にtert−ブチル基が好ましい。
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group include an aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group and an acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group.
Here, “aliphatic branched” means having a branched structure having no aromaticity. The structure of the “aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic branched acid dissociable, dissolution inhibiting group include a group represented by -C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ). Wherein, R 71 to R 73 each independently represents a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. The group represented by —C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ) preferably has 4 to 8 carbon atoms, specifically a tert-butyl group or a 2-methyl-2-butyl group. , 2-methyl-2-pentyl group, 3-methyl-3-pentyl group and the like. A tert-butyl group is particularly preferable.

「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
構成単位(a1)における「脂肪族環式基」は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、炭素数1〜5の低級アルコキシ基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)、等が挙げられる。
「脂肪族環式基」の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。「脂肪族環式基」は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、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、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が挙げられる。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や、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。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The “aliphatic cyclic group” in the structural unit (a1) may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a lower alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
The basic ring structure excluding the substituent of the “aliphatic cyclic group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated. The “aliphatic cyclic group” is preferably a polycyclic group.
Examples of the aliphatic cyclic group include monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes which may or may not be substituted with a lower alkyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. And groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane. More specifically, monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, and groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane are exemplified. .

脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、例えば環状のアルキル基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基を挙げることができ、具体的には2−メチル−2−アダマンチル基や、2−エチル−2−アダマンチル基等が挙げられる。あるいは、下記一般式(a1”−1)〜(a1”−6)で示す構成単位において、カルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の酸素原子に結合した基の様に、アダマンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基等の脂肪族環式基と、これに結合する、第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレン基とを有する基が挙げられる。   Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group containing an aliphatic cyclic group include a group having a tertiary carbon atom on the ring skeleton of a cyclic alkyl group. Specifically, 2-methyl-2 -Adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, etc. are mentioned. Alternatively, in the structural units represented by the following general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), an adamantyl group such as a group bonded to an oxygen atom of a carbonyloxy group (—C (O) —O—) An aliphatic cyclic group such as a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, or a tetracyclododecanyl group, and a branched alkylene group having a tertiary carbon atom bonded thereto. Groups.

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;R15、R16はアルキル基(直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、好ましくは炭素数1〜5である)を示す。]
Figure 0005238399
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; R 15 and R 16 each represents an alkyl group (which may be linear or branched, and preferably has 1 to 5 carbon atoms. Is). ]

一般式(a1”−1)〜(a1”−6)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。   In the general formulas (a1 ″ -1) to (a1 ″ -6), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group of R is a lower alkyl group or halogenated lower alkyl which may be bonded to the α-position of the acrylate ester. It is the same as the alkyl group.

「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
構成単位(a1)におけるアセタール型酸解離性溶解抑制基としては、前記構成単位(a0)におけるRとして挙げたものと同様のものが挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an alkali-soluble group such as a carboxy group or a hydroxyl group. When an acid is generated by exposure, the acid acts to break the bond between the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable, dissolution inhibiting group is bonded.
Examples of the acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group in the structural unit (a1) include the same groups as those described above for R 4 in the structural unit (a0).

構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。   As the structural unit (a1), one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following general formula (a1-0-1) and structural units represented by the following general formula (a1-0-2): Is preferably used.

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。]
Figure 0005238399
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; and X 1 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group. ]

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yは2価の連結基を示す。]
Figure 0005238399
[Wherein, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group; X 2 represents an acid dissociable, dissolution inhibiting group; Y 2 represents a divalent linking group. ]

一般式(a1−0−1)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定されることはなく、例えば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基、アセタール型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。
In general formula (a1-0-1), the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group for R is the same as the lower alkyl group or halogenated lower alkyl group that may be bonded to the α-position of the acrylate ester. .
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and examples thereof include the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group and acetal type acid dissociable, dissolution inhibiting group. And tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting groups are preferred.

一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
は、式(a1−0−1)中のXと同様である。
の2価の連結基としては、アルキレン基、2価の脂肪族環式基またはヘテロ原子を含む2価の連結基が挙げられる。
がアルキレン基である場合、その炭素数は1〜10であることが好ましく、1〜6であることがさらに好ましく、1〜4であることが特に好ましく、1〜3であることが最も好ましい。
が2価の脂肪族環式基である場合、該脂肪族環式基としては、前記R23と同様のものが挙げられる。Yとしては、特に、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、イソボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンから水素原子が2個以上除かれた基であることが好ましい。
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above.
X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Examples of the divalent linking group for Y 2 include an alkylene group, a divalent aliphatic cyclic group, and a divalent linking group containing a hetero atom.
When Y 2 is an alkylene group, the number of carbon atoms is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, particularly preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3. preferable.
When Y 2 is a divalent aliphatic cyclic group, examples of the aliphatic cyclic group include the same groups as those described above for R 23 . Y 2 is particularly preferably a group in which two or more hydrogen atoms have been removed from cyclopentane, cyclohexane, norbornane, isobornane, adamantane, tricyclodecane or tetracyclododecane.

がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、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−(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−、「−A−O(酸素原子)−B−(ただし、AおよびB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。)」等が挙げられる。
が−NH−の場合における置換基(アルキル基、アシル基等)の炭素数としては1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜5であることが特に好ましい。
When Y 2 is a divalent linking group containing a hetero atom, examples of the divalent linking group containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O—, —C (═O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group), —S—. , —S (═O) 2 —, —S (═O) 2 —O—, “—AO (oxygen atom) —B— (wherein A and B each independently have a substituent) A divalent hydrocarbon group that may be present.) ”And the like.
When Y 2 is —NH—, the substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms. It is particularly preferred that

が「A−O−B」である場合、AおよびB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。炭化水素基が「置換基を有する」とは、該炭化水素基における水素原子の一部または全部が、水素原子以外の基または原子で置換されていることを意味する。
Aにおける炭化水素基は、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。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。
Aにおける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。
Aにおける脂肪族炭化水素基として、より具体的には、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等が挙げられる。
When Y 2 is “A—O—B”, A and B are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. The hydrocarbon group having “substituent” means that part or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are substituted with groups or atoms other than hydrogen atoms.
The hydrocarbon group in A may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity.
The aliphatic hydrocarbon group for A may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group for A include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.

前記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、1〜8がより好ましく、2〜5がさらに好ましく、2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、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−、−CH(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。
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のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8, still more preferably 2 to 5, and most preferably 2.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable. Specifically, a methylene group, an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [— (CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferred, and 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 -, - CH (CH 2 Alkylethylene groups such as CH 3 ) CH 2 —; alkyltrimethylene groups such as —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 —; —CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - , etc. And alkyl alkylene groups such as Le Kill tetramethylene group. The alkyl group in the alkyl alkylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The chain-like aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (═O), and the like.

前記環を含む脂肪族炭化水素基としては、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を2個除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか又は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。
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、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。単環式基としては、炭素数3〜6の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く、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。
多環式基としては、炭素数7〜12の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。
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。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing the ring include a cyclic aliphatic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and the cyclic aliphatic hydrocarbon group having the chain structure described above. Examples thereof include a group bonded to the end of the aliphatic hydrocarbon group or interposed in the middle of the chain-like aliphatic hydrocarbon group.
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. As the monocyclic group, a group in which two hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms is preferable, and examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane.
As the polycyclic group, a group in which two hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms is preferable. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetra And cyclododecane.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.

A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2〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、エチレン基が最も好ましい。   A is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, still more preferably a linear alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and most preferably an ethylene group.

Bにおける炭化水素基としては、前記Aで挙げたものと同様の2価の炭化水素基が挙げられる。
Bとしては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基またはアルキルメチレン基が特に好ましい。
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好ましく、メチル基が最も好ましい。
Examples of the hydrocarbon group for B include the same divalent hydrocarbon groups as those described above for A.
B is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, particularly preferably a methylene group or an alkylmethylene group.
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.

構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。   More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).

Figure 0005238399
[式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;nは0〜3の整数を表し;Yは2価の連結基を表し;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
Figure 0005238399
[Wherein, X ′ represents a tertiary alkyl ester type acid dissociable, dissolution inhibiting group, Y represents a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aliphatic cyclic group; n represents an integer of 0 to 3] Y 2 represents a divalent linking group; R is the same as defined above; R 1 ′ and R 2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ]

前記式中、X’は、前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものが挙げられる。
’、R’、n、Yとしては、それぞれ、上述の「アセタール型酸解離性溶解抑制基」の説明において挙げた一般式(p1)におけるR’、R’、n、Yと同様のものが挙げられる。
としては、上述の一般式(a1−0−2)におけるYと同様のものが挙げられる。
In the formula, X 'include the same tertiary alkyl ester-type acid dissociable, dissolution inhibiting groups as those described above for X 1.
R 1 ', R 2', n, as the Y, respectively, R 1 in the general formula listed in the description of "acetal-type acid dissociable, dissolution inhibiting group" described above (p1) ', R 2' , n, Y The same thing is mentioned.
The Y 2, the same groups as those described above for Y 2 in the general formula (a1-0-2).

以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。
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 units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.
In each formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

構成単位(a1)としては、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。
構成単位(a1)としては、上記の中でも、一般式(a1−1)または(a1−3)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−4)、(a1−1−20)〜(a1−1−23)および(a1−3−25)〜(a1−3−28)からなる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−3)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるもの、または式(a1−1−16)〜(a1−1−17)および式(a1−1−20)〜(a1−1−23)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)で表されるものが好ましい。
As the structural unit (a1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit represented by the general formula (a1-1) or (a1-3), specifically, (a1-1-1) to (a1-1). -4), using at least one selected from the group consisting of (a1-1-20) to (a1-1-23) and (a1-3-25) to (a1-3-28). preferable.
Furthermore, as the structural unit (a1), those represented by the following general formula (a1-1-01) that include structural units of the formula (a1-1-1) to the formula (a1-1-3), Or the following general formula (a1-1-02) including the structural units of formulas (a1-1-16) to (a1-1-17) and formulas (a1-1-20) to (a1-1-23) The thing represented by these is preferable.

Figure 0005238399
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 0005238399
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 11 represents a lower alkyl group.)

Figure 0005238399
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜6の整数を表す。)
Figure 0005238399
(In the formula, R represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, and R 12 represents a lower alkyl group. H represents an integer of 1 to 6.)

一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。
11の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましい。
一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。
12の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。hは1又は2が好ましく、2が最も好ましい。
In general formula (a1-1-01), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 11 is the same as the lower alkyl group for R, and is preferably a methyl group or an ethyl group.
In general formula (a1-1-02), R is the same as defined above.
The lower alkyl group for R 12 is the same as the lower alkyl group for R, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group. h is preferably 1 or 2, and most preferably 2.

(A1)成分中に含まれる構成単位(a0)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(a1)の割合は、上述したように、構成単位(a0)と構成単位(a1)との合計の割合が、(A1)成分を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%となる量が好ましく、20〜70モル%となる量がより好ましく、30〜60モル%となる量が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、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ることができる。
(A1)成分が構成単位(a0)および構成単位(a1)の両方を含有する場合、当該(A1)成分中の各構成単位の比率(モル比)は、構成単位(a0):構成単位(a1)=99:1〜1:99の範囲内が好ましく、80:20〜20:80の範囲内がより好ましく、70:30〜30:70の範囲内がさらに好ましい。
As the structural unit (a0) contained in the component (A1), 1 type of structural unit may be used, or 2 or more types may be used.
In the component (A1), as described above, the proportion of the structural unit (a1) is such that the total proportion of the structural unit (a0) and the structural unit (a1) is relative to all structural units constituting the component (A1). The amount of 10 to 80 mol% is preferred, the amount of 20 to 70 mol% is more preferred, and the amount of 30 to 60 mol% is most preferred. By setting it to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when the resist composition is used, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.
When the component (A1) contains both the structural unit (a0) and the structural unit (a1), the ratio (molar ratio) of each structural unit in the component (A1) is the structural unit (a0): structural unit ( a1) = preferably within the range of 99: 1 to 1:99, more preferably within the range of 80:20 to 20:80, and even more preferably within the range of 70:30 to 30:70.

・構成単位(a2):
構成単位(a1)は、ラクトン含有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である。
構成単位(a2)は、ラクトン含有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である。
ここで、ラクトン含有環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(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の目の環として数え、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。
構成単位(a2)のラクトン環式基は、共重合体(A1)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たり、水を含有する現像液との親和性を高めたりするうえで有効なものである。
構成単位(a2)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、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。
Structural unit (a2):
The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
The structural unit (a2) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group.
Here, the lactone-containing cyclic group refers to a cyclic group containing one ring (lactone ring) containing an —O—C (O) — structure. The lactone ring is counted as the first ring, and when it is only the lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
When the copolymer (A1) is used for forming a resist film, the lactone cyclic group of the structural unit (a2) is improved in the adhesion of the resist film to the substrate or has an affinity for a developer containing water. It is effective in improving the sex.
As the structural unit (a2), any unit can be used without any particular limitation.
Specifically, examples of the lactone-containing monocyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from γ-butyrolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.
More specifically, examples of the structural unit (a2) include structural units represented by general formulas (a2-1) to (a2-5) shown below.

Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、R’は水素原子、低級アルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基または−COOR”であり、前記R”は水素原子、または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基であり、mは0または1の整数であり、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る。]
Figure 0005238399
[Wherein, R is a hydrogen atom, a lower alkyl group or a halogenated lower alkyl group, R ′ is a hydrogen atom, a lower alkyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or —COOR ″, wherein R ″ is A hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, m is an integer of 0 or 1, and A ″ is a carbon which 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.]

一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは前記構成単位(a1)におけるRと同様である。
R’の低級アルキル基としては、前記構成単位(a1)におけるRの低級アルキル基と同じである。
R”が直鎖状また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、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。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や、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。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
A”の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のアルキレン基として、具体的には、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、−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
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。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as R in the structural unit (a1).
The lower alkyl group for R ′ is the same as the lower alkyl group for R in the structural unit (a1).
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms.
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. Specifically, a fluorine atom or fluorine atom A group in which one or more hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc., which may or may not be substituted with an alkyl group. Specific examples thereof include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Can be mentioned.
In general formulas (a2-1) to (a2-5), R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
Specific examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom or sulfur atom of A ″ include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, —O—CH 2 —. , -CH 2 -O-CH 2 - , - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like.
Below, the specific structural unit of the said general formula (a2-1)-(a2-5) is illustrated.
In each formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

Figure 0005238399
Figure 0005238399

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Figure 0005238399
Figure 0005238399

(A1)成分において、構成単位(a2)としては、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。
構成単位(a2)としては、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。なかでも、化学式(a2−1−1)、(a2−2−1)、(a2−2−7)、(a2−3−1)および(a2−3−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
(A1)成分中の構成単位(a2)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜50モル%がより好ましく、20〜50モル%がさらに好ましい。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、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
In the component (A1), as the structural unit (a2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the structural unit (a2), at least one selected from the group consisting of structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) is preferable, and the general formulas (a2-1) to ( At least one selected from the group consisting of structural units represented by a2-3) is more preferred. Among these, from structural units represented by chemical formulas (a2-1-1), (a2-2-1), (a2-2-7), (a2-3-1) and (a2-3-5) At least one selected from the group consisting of
The proportion of the structural unit (a2) in the component (A1) is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, with respect to the total of all structural units constituting the component (A1). 50 mol% is more preferable. By making it the lower limit value or more, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by making it the upper limit value or less, it is possible to balance with other structural units.

・構成単位(a3):
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A1)成分の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
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、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、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。該多環式基の炭素数は7〜30であることが好ましい。
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。
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く、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、(a3−2)で表される構成単位、(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。
-Structural unit (a3):
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylate ester containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
When the component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A1) is increased, the affinity with the developer is increased, the alkali solubility in the exposed area is improved, and the resolution is improved. Contributes to improvement.
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 substituted with a fluorine atom.
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 polycyclic aliphatic hydrocarbon group (polycyclic group). It is done. As the polycyclic group, for example, a resin for a resist composition for ArF excimer laser can be appropriately selected from among many proposed ones. The polycyclic group 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, there are groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from adamantane, groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from norbornane, and groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from tetracyclododecane. Industrially preferable.
The structural unit (a3) is derived from a hydroxyethyl ester of acrylic acid 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. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), a structural unit represented by (a3-2), (a3-3) ) Is preferable.

Figure 0005238399
(式中、Rは前記に同じであり、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 0005238399
(Wherein 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の場合は、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の場合は、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、特に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。
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。
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 (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is 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 preferred.
In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
In formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 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.

構成単位(a3)としては、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。
構成単位(a3)を(A1)成分に含有させる場合、(A1)成分中の構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
As the structural unit (a3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the structural unit (a3) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) in the component (A1) is 5 to 50 mol% with respect to all the structural units constituting the component (A1). It is preferable that it is 5 to 40 mol%, more preferably 5 to 25 mol%.

・構成単位(a4):
構成単位(a4)は、上記構成単位(a0)〜(a3)以外の他の構成単位である。
構成単位(a4)は、上述の構成単位(a0)〜(a3)に分類されない他の構成単位であれば特に限定されるものではなく、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)等のレジスト用樹脂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。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の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などが好ましい。該多環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、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。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、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)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
-Structural unit (a4):
The structural unit (a4) is a structural unit other than the structural units (a0) to (a3).
The structural unit (a4) is not particularly limited as long as it is another structural unit that is not classified into the structural units (a0) to (a3) described above. A number of hitherto known materials can be used for resist resins such as lasers.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing a non-acid-dissociable aliphatic polycyclic group is preferable. Examples of the polycyclic group include those exemplified in the case of the structural unit (a1), and for ArF excimer laser and KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). A number of hitherto known materials can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecanyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecanyl 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 those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).

Figure 0005238399
(式中、Rは前記と同じである。)
Figure 0005238399
(In the formula, R is as defined above.)

かかる構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる場合、(A1)成分中の構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、1〜30モル%が好ましく、10〜20モル%がより好ましい。   When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) in the component (A1) is 1 to 30 with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1). Mol% is preferable and 10 to 20 mol% is more preferable.

(A1)成分は、構成単位(a0)および(a2)を有する共重合体であることが好ましい。かかる共重合体としては、たとえば、上記構成単位(a0)および(a2)からなる共重合体、構成単位(a0)、(a1)および(a2)からなる共重合体、構成単位(a0)、(a1)、(a2)および(a3)からなる共重合体等が例示できる。   The component (A1) is preferably a copolymer having the structural units (a0) and (a2). Examples of the copolymer include a copolymer composed of the structural units (a0) and (a2), a copolymer composed of the structural units (a0), (a1) and (a2), a structural unit (a0), Examples thereof include a copolymer comprising (a1), (a2) and (a3).

(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いが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限よりも小さいと、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、この範囲の下限よりも大きいと、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。
また分散度(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。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) of the component (A1) is not particularly limited, but is preferably 2000 to 50000, more preferably 3000 to 30000, and 5000 to 20000. Most preferred. When it is smaller than the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist. When it is larger than the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5. In addition, Mn shows a number average molecular weight.

(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマー(たとえば後述する化合物(I)、および必要に応じて他の構成単位を誘導するモノマー)を、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえば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。
As the component (A1), a monomer that derives each structural unit (for example, a compound (I) described later, and a monomer that derives another structural unit as necessary), such as azobisisobutyronitrile (AIBN), is used. It can obtain by making it superpose | polymerize by well-known radical polymerization etc. which used the radical polymerization initiator.
Further, for the component (A1), in the polymerization, a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination, so that the terminal A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing

(A)成分において、(A1)成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用しても良い。
(A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、10質量%以上が好ましく、30質量%がより好ましく、50質量%がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が10質量%以上であると、ディフェクトの低減等の効果が向上する。
In the component (A), as the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the component (A1) in the component (A) is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass, further preferably 50% by mass, and 100% by mass with respect to the total mass of the component (A). May be. When the ratio is 10% by mass or more, effects such as reduction of defects are improved.

本発明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、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(以下、(A2)成分という。)を含有してもよい。
(A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型ポジ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(たとえば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)等のベース樹脂)から任意に選択して用いればよい。たとえばArFエキシマレーザー用のベース樹脂としては、前記構成単位(a1)を必須の構成単位として有し、任意に前記構成単位(a2)〜(a4)をさらに有する樹脂が挙げられる。
(A2)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。
In the resist composition of the present invention, as the component (A), a base material component (hereinafter referred to as the component (A2)) that does not correspond to the component (A1) and whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. You may contain.
The component (A2) is not particularly limited, and many conventionally known base components for chemically amplified positive resist compositions (for example, for ArF excimer laser, for KrF excimer laser (preferably ArF) A base resin such as for excimer laser) may be arbitrarily selected and used. For example, the base resin for ArF excimer laser includes a resin having the structural unit (a1) as an essential structural unit and optionally further including the structural units (a2) to (a4).
(A2) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

本発明のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。   In the resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<(B)成分>
(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用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、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、ビスアルキルまた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知られている。
オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物を用いることができる。
<(B) component>
The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used. Examples of such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, poly (bissulfonyl) diazomethanes, and the like. There are various known diazomethane acid generators, nitrobenzyl sulfonate acid generators, imino sulfonate acid generators, disulfone acid generators, and the like.
As the onium salt acid generator, for example, a compound represented by the following general formula (b-1) or (b-2) can be used.

Figure 0005238399
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよく;R”は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 ″ to R 3 ″ and R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group; among R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1), Any two may be bonded together to form a ring with the sulfur atom in the formula; R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group; R 1 At least one of “˜R 3 ” represents an aryl group, and at least one of R 5 ”to R 6 ” represents an aryl group.]

式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。なお、式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。
また、R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよい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。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよい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−ブトキシ基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていても良い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、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、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、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R”〜R”は、それぞれ、フェニル基またはナフチル基であることが最も好ましい。
In formula (b-1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. In addition, any two of R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1) may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
Further, at least one of R 1 ″ to R 3 ″ represents an aryl group. Of R 1 ″ to R 3 ″, two or more are preferably aryl groups, and most preferably all R 1 ″ to R 3 ″ are aryl groups.
The aryl group for R 1 ″ to R 3 ″ is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups It may or may not be substituted with a group, a halogen atom, a hydroxyl group or the like. The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is most preferred.
As the alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, Most preferred is a tert-butoxy group.
The alkoxy group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
The alkyl group for R 1 "~R 3", is not particularly limited, for example, linear C1-10, branched or cyclic alkyl group, and the like. It is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decanyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
Among these, R 1 ″ to R 3 ″ are most preferably a phenyl group or a naphthyl group, respectively.

式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが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、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが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、残りの1つは、アリール基であることが好ましい。前記アリール基は、前記R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in the formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, a 3 to 10 membered ring including the sulfur atom is formed. It is preferable that a 5- to 7-membered ring is formed.
When any two of R 1 ″ to R 3 ″ in formula (b-1) are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, the remaining one may be an aryl group preferable. Examples of the aryl group include the same aryl groups as those described above for R 1 ″ to R 3 ″.

”は、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖状または分岐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、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R”で示したような環式基であって、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したフッ素化アルキル基(パーフルオロアルキル基)が、酸の強度が強くなるので好ましい。
”としては、直鎖状もしくは環状のアルキル基、またはフッ素化アルキル基であることが最も好ましい。
R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkyl group is a cyclic group as indicated by R 1 ″ and preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and more preferably 6 carbon atoms. Most preferably, it is -10.
The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms. The fluorination rate of the fluorinated alkyl group (ratio of fluorine atoms in the alkyl group) is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. Particularly, all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A fluorinated alkyl group (perfluoroalkyl group) is preferable because the strength of the acid is increased.
R 4 ″ is most preferably a linear or cyclic alkyl group or a fluorinated alkyl group.

式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のすべてがアリール基であることが好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
In formula (b-2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group or an alkyl group. At least one of R 5 ″ to R 6 ″ represents an aryl group. It is preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are aryl groups.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Among these, it is most preferable that all of R 5 ″ to R 6 ″ are phenyl groups.
"As R 4 in the formula (b-1)" R 4 in the In the formula (b-2) include the same as.

式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。
また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。
Specific examples of the onium salt acid generators represented by the formulas (b-1) and (b-2) include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium. Trifluoromethane sulfonate or nonafluorobutane sulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its Nonafluorobutanesulfonate, dimethyl (4-hydroxynaphthyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptaful Lopropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of monophenyldimethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; trifluoromethanesulfonate of diphenylmonomethylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate (4-methylphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate , Trifluoromethanesulfonate of tri (4-tert-butyl) phenylsulfonium, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate, trifluoromethanesulfonate of diphenyl (1- (4-methoxy) naphthyl) sulfonium, its heptafluoropropane Sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, di (1-naphthyl) phenyl sulphonium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate or its nonafluorobutane sulphonate; 1-phenyltetrahydrothiophenium trifluoromethane sulphonate, its heptafluoropropane sulphonate Or nonafluorobutanesulfonate thereof; 1- (4-methylphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropane sulfonate 1- (4-methoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-ethoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonaflu 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanesulfonate or its nonafluorobutanesulfonate; 1-phenyltetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate , Its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethane sulfonate, its heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate; 1- (3,5-dimethyl -4-Hydroxyphenyl) tetrahydrothiopyranium trifluoromethanesulfonate, its heptafluoropropanes Honeto or nonafluorobutanesulfonate; 1- (4-methylphenyl) trifluoromethanesulfonate tetrahydrothiophenium Pila chloride, heptafluoropropane sulfonate or its nonafluorobutane sulfonate, and the like.
In addition, onium salts in which the anion portion of these onium salts is replaced with methanesulfonate, n-propanesulfonate, n-butanesulfonate, or n-octanesulfonate can also be used.

また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。   In addition, in the general formula (b-1) or (b-2), an onium salt-based acid generator in which the anion moiety is replaced with an anion moiety represented by the following general formula (b-3) or (b-4). Can also be used (the cation moiety is the same as (b-1) or (b-2)).

Figure 0005238399
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
Figure 0005238399
[Wherein X ″ represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom; Y ″ and Z ″ each independently represent at least one hydrogen atom as a fluorine atom; Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and substituted with

X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒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、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基または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レン基またはパーフルオロアルキル基である。
X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms, preferably 3 to 5 carbon atoms, Most preferably, it has 3 carbon atoms.
Y ″ and Z ″ are each independently a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, preferably Has 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
The carbon number of the alkylene group of X ″ or the carbon number of the alkyl group of Y ″ and Z ″ is preferably as small as possible because the solubility in the resist solvent is good within the above carbon number range.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less The ratio of fluorine atoms in the alkylene group or alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all. Are a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

また、下記一般式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩をオニウム塩系酸発生剤として用いることもできる。   Moreover, the sulfonium salt which has a cation part represented by the following general formula (b-5) or (b-6) can also be used as an onium salt type | system | group acid generator.

Figure 0005238399
[式中、R41〜R46はそれぞれ独立してアルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、水酸基またはヒドロキシアルキル基であり;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、nは0〜2の整数である。]
Figure 0005238399
[Wherein R 41 to R 46 are each independently an alkyl group, acetyl group, alkoxy group, carboxy group, hydroxyl group or hydroxyalkyl group; n 1 to n 5 are each independently an integer of 0 to 3; There, n 6 is an integer of 0-2. ]

41〜R46において、アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、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、又はtert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
41〜R46に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR41〜R46はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、好ましくはそれぞれ独立して0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
In R 41 to R 46 , the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n A butyl group or a tert-butyl group is particularly preferable.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkoxy group, and particularly preferably a methoxy group or an ethoxy group.
The hydroxyalkyl group is preferably a group in which one or more hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with a hydroxy group, and examples thereof include a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, and a hydroxypropyl group.
When the symbols n 1 to n 6 attached to R 41 to R 46 are integers of 2 or more, the plurality of R 41 to R 46 may be the same or different.
n 1 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, and still more preferably 0.
n 2 and n 3 are preferably each independently 0 or 1, more preferably 0.
n 4 is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
n 5 is preferably 0 or 1, more preferably 0.
n 6 is preferably 0 or 1, more preferably 1.

式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩のアニオン部は、特に限定されず、これまで提案されているオニウム塩系酸発生剤のアニオン部と同様のものであってよい。かかるアニオン部としては、たとえば上記一般式(b−1)または(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R4”SO )等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン;上記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部等が挙げられる。これらの中でも、フッ素化アルキルスルホン酸イオンが好ましく、炭素数1〜4のフッ素化アルキルスルホン酸イオンがより好ましく、炭素数1〜4の直鎖状のパーフルオロアルキルスルホン酸イオンが特に好ましい。具体例としては、トリフルオロメチルスルホン酸イオン、ヘプタフルオロ−n−プロピルスルホン酸イオン、ノナフルオロ−n−ブチルスルホン酸イオン等が挙げられる。 The anion part of the sulfonium salt having a cation part represented by the formula (b-5) or (b-6) is not particularly limited, and is the same as the anion part of the onium salt acid generators proposed so far. It may be a thing. Examples of the anion moiety include fluorinated alkyl sulfonate ions such as the anion moiety (R 4 ″ SO 3 ) of the onium salt acid generator represented by the general formula (b-1) or (b-2). An anion moiety represented by the general formula (b-3) or (b-4), etc. Among them, a fluorinated alkyl sulfonate ion is preferable, and a fluorinated alkyl sulfonic acid having 1 to 4 carbon atoms. Ion is more preferable, and linear perfluoroalkylsulfonic acid ions having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferable, and specific examples thereof include trifluoromethylsulfonic acid ions, heptafluoro-n-propylsulfonic acid ions, and nonafluoro-n. -Butyl sulfonate ion etc. are mentioned.

本明細書において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。   In this specification, the oxime sulfonate acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid upon irradiation with radiation. is there. Such oxime sulfonate-based acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.

Figure 0005238399
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
Figure 0005238399
(In formula (B-1), R 31 and R 32 each independently represents an organic group.)

31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
31の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。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、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31, a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with 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. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 31 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

32の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
As the organic group for R 32, a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。   More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).

Figure 0005238399
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 0005238399
[In Formula (B-2), R 33 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 34 is an aryl group. R 35 represents an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. ]

Figure 0005238399
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p”は2または3である。]
Figure 0005238399
[In Formula (B-3), R 36 represents a cyano group, an alkyl group having no substituent, or a halogenated alkyl group. R 37 is a divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group. R38 is an alkyl group having no substituent or a halogenated alkyl group. p ″ is 2 or 3.]

前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and carbon atoms. Numbers 1 to 6 are most preferable.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred.

34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
As the aryl group of R 34 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthryl group. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.

35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 35 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred is the strength of the acid generated. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.

前記一般式(B−3)において、R36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 34 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 38 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups as those having no substituent of R 35 .
p ″ is preferably 2.

オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、WO2004/074242A2(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope N-tenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [chemical formula 18] to [chemical formula 19]), WO2004 / 074242A2 (pages 65 to 85). The oxime sulfonate acid generators disclosed in Examples 1 to 40) of No. 1 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Further, diazomethane acid generators disclosed in JP-A-11-035551, JP-A-11-035552, and JP-A-11-035573 can also be suitably used.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) disclosed in JP-A-11-322707. Methylsulfonyl) butane, 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane, 1,3 -Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane, 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, etc. Door can be.

(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、(B)成分として、フッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩系酸発生剤を用いることが好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜50質量部が好ましく、1〜40質量部がより好ましい。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
(B) As a component, these acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
In the present invention, it is preferable to use an onium salt acid generator having a fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion as the component (B).
The content of the component (B) in the positive resist composition of the present invention is preferably 0.5 to 50 parts by mass and more preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, since a uniform solution is obtained and storage stability becomes favorable, it is preferable.

<任意成分>
本発明のポジ型レジスト組成物は、任意の成分として、さらに、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という)を含有してもよい。
(D)成分としては、酸拡散制御剤、すなわち露光により前記(B)成分から発生する酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであれば特に限定されず、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良く、なかでも脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、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1〜20であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、たとえば、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数20以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまた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−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、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−デカニルアミン、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、ステアリルジエタノールアミン、ラウリルジエ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、トリアルキルアミンおよび/またはアルキルアルコールアミンが好ましい。
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。
芳香族アミンとしては、アニリン、ピリジン、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、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミンなどが挙げられる。
その他の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}エチルアミン等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
<Optional component>
The positive resist composition of the present invention may further contain a nitrogen-containing organic compound (D) (hereinafter referred to as “component (D)”) as an optional component.
The component (D) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion controller, that is, a quencher that traps the acid generated from the component (B) by exposure, and a wide variety of components have already been proposed. Therefore, any known one may be used, and aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are particularly preferable. Here, the aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 20 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkylamine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 20 or less carbon atoms. .
Specific examples of alkylamines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -Dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-pentylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decanylamine, tri-n-dodecylamine, etc .; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine Triisopropanolamine, di -n- octanol amine, tri -n- octanol amine, stearyl diethanolamine, alkyl alcohol amines such as lauryl diethanolamine. Among these, trialkylamine and / or alkyl alcohol amine are preferable.
Examples of the cyclic amine include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. Specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, and the like.
Examples of the aromatic amine include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, diphenylamine, triphenylamine, and tribenzylamine.
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-hydroxy Ethoxy) ethoxy} ethylamine and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
(D) component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component. By setting the content in the above range, the resist pattern shape, the stability over time, and the like are improved.

本発明のポジ型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、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から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。
リンのオキソ酸およびその誘導体としては、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、たとえば、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、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(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。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
The positive resist composition of the present invention includes, as optional components, organic carboxylic acids, phosphorus oxoacids and derivatives thereof for the purpose of preventing sensitivity deterioration, improving the resist pattern shape, retention stability over time, etc. At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as component (E)) 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 and derivatives thereof include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid and the like, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the 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. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
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 derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
(E) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
(E) A component is normally used in 0.01-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.

本発明のポジ型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、塗布性を向上させるための界面活性剤、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 positive resist composition of the present invention further contains miscible additives as desired, for example, additional resins for improving the performance of the resist film, surfactants for improving coating properties, dissolution inhibitors, Plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, dyes, and the like can be added and contained as appropriate.

本発明のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)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の溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
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などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は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。
中でも、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)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。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を配合する場合は、PGMEA:EL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。
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しないが、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ものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
The positive resist composition of the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as (S) component).
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Conventionally, any one of known solvents for chemically amplified resists can be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone;
Polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol;
Compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl of the polyhydric alcohols or the compound having an ester bond Derivatives of polyhydric alcohols such as ethers, monoalkyl ethers such as monobutyl ether or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME) Is preferred];
Cyclic ethers such as dioxane and esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate;
Aromatic organic solvents such as anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene, etc. be able to.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The amount of component (S) used is not particularly limited, but is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. -20% by mass, preferably 2-15% by mass.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、支持体上に、前記本発明のポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記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を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず支持体上に、前記本発明のポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えばArF露光装置、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、マスクパターンを介した露光、またはマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等により選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、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)水溶液を用いて現像処理し、好ましくは純水を用いて水リンスを行い、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。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention comprises a step of forming a resist film on a support using the positive resist composition of the present invention, a step of exposing the resist film, and developing the resist film to form a resist. Forming a pattern.
The resist pattern forming method of the present invention can be performed, for example, as follows.
That is, first, the positive resist composition of the present invention is applied onto a support with a spinner or the like, and pre-baked (post-apply bake (PAB)) for 40 to 120 seconds under a temperature condition of 80 to 150 ° C., preferably For 60 to 90 seconds, using an exposure apparatus such as an ArF exposure apparatus, an electron beam drawing apparatus, or an EUV exposure apparatus, exposure through a mask pattern, or drawing by direct irradiation of an electron beam without using a mask pattern, etc. Then, PEB (post-exposure heating) is applied for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds, at a temperature of 80 to 150 ° C. Subsequently, this is developed using an alkali developer, for example, an aqueous solution of 0.1 to 10% by mass of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), preferably rinsed with pure water and dried. In some cases, a baking process (post-bake) may be performed after the development process. In this way, a resist pattern faithful to the mask pattern can be obtained.

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を例示することができる。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、無機系および/また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)が挙げられる。
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、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。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV、特にArFエキシマレーザーに対して有効である。
レジスト膜の露光は、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、液浸露光であってもよい。
The support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and examples thereof include a substrate for electronic components and a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, a silicon substrate, a metal substrate such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, and the like can be given. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be a substrate in which an inorganic and / or organic film is provided on the above-described substrate. An inorganic antireflection film (inorganic BARC) is an example of the inorganic film. Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC).
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. The resist composition is effective for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, particularly ArF excimer laser.
The exposure of the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or may be immersion exposure.

≪高分子化合物≫
本発明の高分子化合物は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物である。
本発明の高分子化合物についての説明は、前記本発明のポジ型レジスト組成物の(A1)成分についての説明と同じである。
高分子化合物(A1)は、上述したように、目的の構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネートのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
たとえば構成単位(a0)を誘導するモノマーとしては、下記本発明の化合物が挙げられる。
≪Polymer compound≫
The polymer compound of the present invention is a polymer compound having the structural unit (a0) represented by the general formula (a0-1).
The description of the polymer compound of the present invention is the same as the description of the component (A1) of the positive resist composition of the present invention.
As described above, the polymer compound (A1) is a monomer derived from the target structural unit, such as azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate). It can obtain by making it superpose | polymerize by well-known radical polymerization etc. using such a radical polymerization initiator.
For example, the monomer of the structural unit (a0) includes the following compounds of the present invention.

≪化合物≫
本発明の化合物は、下記一般式(I)で表される化合物(以下、化合物(I)という。)である。
≪Compound≫
The compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (I) (hereinafter referred to as compound (I)).

Figure 0005238399
Figure 0005238399

式(I)中、R、X、Rはそれぞれ前記式(a0−1)中のR、X、Rと同じである。 In formula (I), R 1 , X, and R 4 are the same as R 1 , X, and R 4 in formula (a0-1), respectively.

化合物(I)の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法を利用して製造できる。
たとえば、下記一般式(I−1)で表される化合物(以下、化合物(I−1)という。)と、下記一般式(I−2)で表される化合物(以下、化合物(I−2)という。)とを反応させることにより、化合物(I)を製造することができる。
The production method of compound (I) is not particularly limited, and can be produced using a conventionally known method.
For example, a compound represented by the following general formula (I-1) (hereinafter referred to as compound (I-1)) and a compound represented by the following general formula (I-2) (hereinafter referred to as compound (I-2) The compound (I) can be produced by reacting with the above.

Figure 0005238399
[式中、R、X、Rは、それぞれ前記と同じであり、X11はハロゲン原子である。]
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 , X and R 4 are the same as defined above, and X 11 is a halogen atom. ]

式(I−1)〜(I−2)中のR、X、Rは、それぞれ、前記一般式(I)中のR、X、Rと同じである。
11におけるハロゲン原子としては、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。これらの中でも、反応性に優れることから、塩素原子、臭素原子が好ましい。
化合物(I−1)、化合物(I−2)は、それぞれ、市販のものを用いてもよく、公知の方法により合成してもよい。たとえば化合物(I−1)は、一般的なアクリル酸エステルの製造方法を利用して製造できる。例えば特開2006−16379号の製造方法を用いることが出来る。
R 1, X, R 4 in the formula (I-1) ~ (I -2) , respectively, R 1, X in Formula (I), the same as R 4.
Examples of the halogen atom in X 11 include a bromine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a fluorine atom. Among these, a chlorine atom and a bromine atom are preferable because of excellent reactivity.
As compound (I-1) and compound (I-2), commercially available compounds may be used, respectively, or they may be synthesized by a known method. For example, compound (I-1) can be produced using a general method for producing an acrylate ester. For example, the manufacturing method of Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-16379 can be used.

化合物(I−1)と化合物(I−2)とを反応させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、化合物(I−1)を反応溶媒に溶解させた溶液に、塩基の存在下で、化合物(I−2)を添加する方法が挙げられる。
反応溶媒としては、原料である化合物(I−1)および化合物(I−2)を溶解できるものであればよく、具体的には、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル等が挙げられる。
塩基としては、たとえば水素化ナトリウム、KCO等の無機塩基;ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピリジン等の有機塩基等が挙げられる。
化合物(I−2)の添加量は、化合物(I−1)に対し、およそ1〜2モル倍量が好ましく、1〜1.5モル倍がより好ましい。
反応温度は、0〜50℃が好ましく、5〜40℃がより好ましく、室温での反応が最も好ましい。
反応時間は、化合物(I−1)および(I−2)の反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、1〜24時間が好ましく、3〜12時間がより好ましい。
反応終了後、反応液中の化合物(I)を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、たとえば濃縮、溶媒抽出、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等をいずれか単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記工程で得られる化合物の構造は、H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。
The method for reacting compound (I-1) and compound (I-2) is not particularly limited. For example, in a solution in which compound (I-1) is dissolved in a reaction solvent, in the presence of a base, The method of adding compound (I-2) is mentioned.
Any reaction solvent may be used as long as it can dissolve the starting compounds (I-1) and (I-2). Specifically, tetrahydrofuran (THF), acetone, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide , Dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile and the like.
Examples of the base include inorganic bases such as sodium hydride and K 2 CO 3 ; organic bases such as diisopropylethylamine, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and pyridine.
The amount of compound (I-2) added is preferably about 1 to 2 mol times, more preferably 1 to 1.5 mol times relative to compound (I-1).
The reaction temperature is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 5 to 40 ° C, and most preferably a reaction at room temperature.
The reaction time varies depending on the reactivity of the compounds (I-1) and (I-2), the reaction temperature, and the like, but is usually preferably 1 to 24 hours, more preferably 3 to 12 hours.
After completion of the reaction, the compound (I) in the reaction solution may be isolated and purified. For isolation and purification, conventionally known methods can be used. For example, concentration, solvent extraction, crystallization, recrystallization, chromatography and the like can be used alone or in combination of two or more.
The structure of the compound obtained in the above step is as follows: 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum method, 13 C-NMR spectrum method, 19 F-NMR spectrum method, infrared absorption (IR) spectrum method, mass spectrometry (MS) method. It can be confirmed by general organic analysis methods such as elemental analysis and X-ray crystal diffraction.

以下、本発明について実施例によりさらに詳しく説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
[合成例1(化合物3の合成)]
1000ml3つ口フラスコに、窒素雰囲気下、[化合物1]40g及びテトラヒドロフラン(THF)800mlを加え溶解させ、室温で攪拌しながらジイソプロピルエチルアミン(EtiPrN)53.4gを加えた後、0℃に冷却し、[化合物2](2−アダマントキシメチルクロライド)を62.6g加え、10時間室温で反応させた。その後、水を加えて反応を停止し、反応液をろ過、反応溶媒を減圧濃縮した後、酢酸エチルで抽出して得られた有機層を水で洗浄した。減圧下溶媒留去して得られた生成物を、シリカゲルカラム精製し、薄層クロマトグラフィー(TLC)にて、原料の消失を確認した。減圧下溶媒留去して得られた生成物を乾燥させ、[化合物3]を得た。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound 3)]
In a 1000 ml three-necked flask, under nitrogen atmosphere, 40 g of [Compound 1] and 800 ml of tetrahydrofuran (THF) are added and dissolved, and 53.4 g of diisopropylethylamine (EtiPr 2 N) is added with stirring at room temperature, and then cooled to 0 ° C. Then, 62.6 g of [Compound 2] (2-adamantoxymethyl chloride) was added and reacted at room temperature for 10 hours. Then, water was added to stop the reaction, the reaction solution was filtered, the reaction solvent was concentrated under reduced pressure, and the organic layer obtained by extraction with ethyl acetate was washed with water. The product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was purified on a silica gel column, and the disappearance of the raw material was confirmed by thin layer chromatography (TLC). The product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was dried to obtain [Compound 3].

Figure 0005238399
Figure 0005238399

生成物の構造確認をNMRで行った。
H−NMRデータ(溶媒:CDCl、400MHz、内部標準:テトラメチルシラン):δ(ppm)=6.03(s、1H、H),5.45(s、1H、H),4.81(s、2H、H),3.73(s、1H、H),1.92(s、3H、H),1.52(s、6H、H),1.16(s、6H、H),1.45−2.15(m、28H、Admantane)。
上記結果から、[化合物3]が以下の構造を有することを確認した。
The structure of the product was confirmed by NMR.
1 H-NMR data (solvent: CDCl 3 , 400 MHz, internal standard: tetramethylsilane): δ (ppm) = 6.03 (s, 1H, H a ), 5.45 (s, 1H, H b ), 4.81 (s, 2H, H c ), 3.73 (s, 1H, H d ), 1.92 (s, 3H, H e ), 1.52 (s, 6H, H f ), 1. 16 (s, 6H, H g ), 1.45-2.15 (m, 28H, Admantane).
From the results, it was confirmed that [Compound 3] had the following structure.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

[合成例2(高分子化合物1の合成)]
温度計、還流管を繋いだ3つ口フラスコに、6.25g(36.75mmol)の下記[化合物4]、20.04g(41.34mmol)の下記[化合物3]、4.34g(18.37mmol)の[化合物5]を入れ、45.95gのテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた。この溶液に、ラジカル重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)を5.79mmol添加し、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、65℃に加熱したTHF25.52gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を、大量のメタノール/水混合溶媒に滴下し、反応生成物(共重合体)を析出させる操作を行い、沈殿した反応生成物をろ別、洗浄、乾燥して、目的の[高分子化合物1]を21.51g得た。
この[高分子化合物1]について、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32,500であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.64であった。
また、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=43.6/34.6/21.8であった。
[Synthesis Example 2 (Synthesis of Polymer Compound 1)]
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, 6.25 g (36.75 mmol) of the following [Compound 4], 20.04 g (41.34 mmol) of the following [Compound 3], 4.34 g (18. 37 mmol) of [Compound 5] was added and dissolved in 45.95 g of tetrahydrofuran (THF). To this solution, 5.79 mmol of dimethyl azobisisobutyrate (V-601) was added as a radical polymerization initiator and dissolved. The resultant was dropwise added to 25.52 g of THF heated to 65 ° C. in a nitrogen atmosphere over 6 hours. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization liquid is dropped into a large amount of methanol / water mixed solvent, and an operation for precipitating the reaction product (copolymer) is performed. The precipitated reaction product is filtered, washed and dried, 21.51 g of [Polymer Compound 1] was obtained.
With respect to [Polymer Compound 1], the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 32,500, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.64.
The copolymer composition ratio (ratio of each structural unit in the following structural formula (molar ratio)) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) at 600 MHz is 1 / m / n = It was 43.6 / 34.6 / 21.8.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

[合成例3(高分子化合物2の合成)]
温度計、還流管を繋いだ3つ口フラスコに、6.75g(39.73mmol)の下記[化合物4]、9.76g(41.72mmol)の下記[化合物6]、13.00g(26.82mmol)の下記[化合物3]を入れ、44.27gのTHFに溶解させた。この溶液に、ラジカル重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)を27.07mmol添加し、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、65℃に加熱したTHF24.59gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を、大量のメタノール/水混合溶媒に滴下し、反応生成物(共重合体)を析出させる操作を行い、沈殿した反応生成物をろ別、洗浄、乾燥して、目的の[高分子化合物2]を23.67g得た。
この[高分子化合物2]について、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10,400であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.59であった。
また、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=40.6/34.7/24.7であった。
[Synthesis Example 3 (Synthesis of Polymer Compound 2)]
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, 6.75 g (39.73 mmol) of the following [Compound 4], 9.76 g (41.72 mmol) of the following [Compound 6], 13.00 g (26. 82 mmol) of the following [Compound 3] was added and dissolved in 44.27 g of THF. To this solution, 27.07 mmol of dimethyl azobisisobutyrate (V-601) as a radical polymerization initiator was added and dissolved. The resultant was dropwise added to 24.59 g of THF heated to 65 ° C. in a nitrogen atmosphere over 6 hours. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization liquid is dropped into a large amount of methanol / water mixed solvent, and an operation for precipitating the reaction product (copolymer) is performed. The precipitated reaction product is filtered, washed and dried, 23.67 g of [Polymer Compound 2] was obtained.
For this [polymer compound 2], the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 10,400, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.59.
The copolymer composition ratio (ratio of each structural unit in the following structural formula (molar ratio)) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) at 600 MHz is 1 / m / n = It was 40.6 / 34.7 / 24.7.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

[合成例4(高分子化合物3の合成)]
温度計、還流管を繋いだ3つ口フラスコに、5.20g(30.56mmol)の下記[化合物4]、12.01g(45.84mmol)の下記[化合物7]、10.00g(20.63mmol)の下記[化合物3]を入れ、1.80g(7.64mmol)の下記[化合物5]を、43.52gのTHFに溶解させた。この溶液に、ラジカル重合開始剤としてアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)を12.56mmol添加し、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、65℃に加熱したTHF24.17gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を、大量のメタノール/水混合溶媒に滴下し、反応生成物(共重合体)を析出させる操作を行い、沈殿した反応生成物をろ別、洗浄、乾燥して、目的の[高分子化合物3]を24.17g得た。
この[高分子化合物2]について、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11,800であり、分子量分散度(Mw/Mn)は1.53であった。
また、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求められた共重合組成比(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n/o=35.3/32.0/21.5/11.2であった。
[Synthesis Example 4 (Synthesis of Polymer Compound 3)]
In a three-necked flask connected with a thermometer and a reflux tube, 5.20 g (30.56 mmol) of the following [Compound 4], 12.01 g (45.84 mmol) of the following [Compound 7], 10.00 g (20. 63 mmol) of the following [Compound 3] was added, and 1.80 g (7.64 mmol) of the following [Compound 5] was dissolved in 43.52 g of THF. To this solution, 12.56 mmol of dimethyl azobisisobutyrate (V-601) was added as a radical polymerization initiator and dissolved. The resultant was dropwise added to 24.17 g of THF heated to 65 ° C. in a nitrogen atmosphere over 6 hours. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization liquid is dropped into a large amount of methanol / water mixed solvent, and an operation for precipitating the reaction product (copolymer) is performed. The precipitated reaction product is filtered, washed and dried, 24.17 g of [Polymer Compound 3] was obtained.
With respect to this [polymer compound 2], the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 11,800, and the molecular weight dispersity (Mw / Mn) was 1.53.
The copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the following structural formula) determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR) at 600 MHz is 1 / m / n / o = 35.3 / 32.0 / 21.5 / 11.2.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

[実施例1、比較例1]
表1に示す各成分を混合、溶解してポジ型のレジスト組成物を調製した。
[Example 1, Comparative Example 1]
Each component shown in Table 1 was mixed and dissolved to prepare a positive resist composition.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

表1中、[ ]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表1中の記号はそれぞれ以下のものを示す。
(A)−2:前記高分子化合物2。
(A)−3:前記高分子化合物3。
(A)−4:下記化学式(A)−4[式中、l/m/n=45/35/20(モル比)]で表されるMw=7000、Mw/Mn=1.8の共重合体]。
(A)−5:特開2006−16379号公開公報[0061]を参照して合成した下記化学式(A)−5[式中、l/m/n=40/35/25(モル比)]で表されるMw=10000、Mw/Mn=1.6の共重合体]。
(B)−1:トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(S)−1:PGMEA/PGME=6/4(質量比)の混合溶剤。
(S)―2:γ−ブチロラクトン。
In Table 1, the numerical values in [] indicate the blending amount (parts by mass). Moreover, the symbol in Table 1 shows the following, respectively.
(A) -2: The polymer compound 2.
(A) -3: The polymer compound 3.
(A) -4: The following chemical formula (A) -4 [wherein l / m / n = 45/35/20 (molar ratio)] Mw = 7000 and Mw / Mn = 1.8 Polymer].
(A) -5: The following chemical formula (A) -5 synthesized with reference to JP-A-2006-16379 [0061] [wherein 1 / m / n = 40/35/25 (molar ratio)] Copolymer of Mw = 10000 and Mw / Mn = 1.6 represented by
(B) -1: Triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (D) -1: Tri-n-pentylamine.
(S) -1: PGMEA / PGME = 6/4 (mass ratio) mixed solvent.
(S) -2: γ-butyrolactone.

Figure 0005238399
Figure 0005238399

[露光部、未露光部の接触角の測定]
実施例1〜2および比較例1〜2のレジスト組成物を、それぞれ、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコンウェーハ上に、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で110℃、60秒間プレベークして、乾燥させることにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
該レジスト膜(露光前のレジスト膜)の表面に水(2μL)を滴下し、DROP MASTER−700(製品名、協和界面科学株式会社製)を用いて、静的接触角および後退角の測定を行った。この測定値をそれぞれ、未露光部の「接触角(塗布後)」および「後退角(塗布後)」とした。その結果を表2に示す。
接触角および後退角測定後の各ウェーハに対し、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、オープンフレーム露光(全面露光、露光量2mJ/cm)した。そして、100℃で60秒間のPEB処理を行った後のレジスト膜の静的接触角および後退角を上記と同様に測定した。この測定値をそれぞれ、露光部の「接触角(PEB後)」および「後退角(PEB後)」とした。その結果を表2に示す。
また、前記オープンフレーム露光を行わずに、100℃で60秒間のPEBのみを行った場合のレジスト膜の静的接触角および後退角を上記と同様に測定した。この測定値をそれぞれ、未露光部の「接触角(PEB後)」および「後退角(PEB後)」とした。その結果を表2に示す。
なお、ここでの「露光部」とは、6%透過型のハーフトーン型位相シフトマスクを使用し、露光量30mJ/cmで露光した場合における未露光部分を想定した実験である。つまり、6%透過型のハーフトーン型位相シフトマスクを使用して、露光量として30mJ/cmと仮定した場合、レジスト膜の未露光部分に照射される露光量は約2mJ/cmである。
[Measurement of contact angle between exposed and unexposed areas]
The resist compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were each applied onto an 8-inch silicon wafer subjected to hexamethyldisilazane (HMDS) treatment using a spinner, and 110 ° C. on a hot plate. A resist film having a thickness of 100 nm was formed by pre-baking for 60 seconds and drying.
Water (2 μL) is dropped onto the surface of the resist film (resist film before exposure), and the static contact angle and receding angle are measured using DROP MASTER-700 (product name, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). went. The measured values were defined as “contact angle (after application)” and “retraction angle (after application)” in the unexposed area, respectively. The results are shown in Table 2.
An ArF excimer laser (193 nm) was applied to each wafer after contact angle and receding angle measurement using an ArF exposure apparatus NSR-S302 (Nikon Corporation; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). And open frame exposure (entire exposure, exposure amount 2 mJ / cm 2 ). Then, the static contact angle and receding angle of the resist film after the PEB treatment at 100 ° C. for 60 seconds were measured in the same manner as described above. The measured values were taken as “contact angle (after PEB)” and “backward angle (after PEB)” of the exposed part, respectively. The results are shown in Table 2.
Further, the static contact angle and the receding angle of the resist film were measured in the same manner as described above when only PEB was performed at 100 ° C. for 60 seconds without performing the open frame exposure. The measured values were defined as “contact angle (after PEB)” and “backward angle (after PEB)” of the unexposed area, respectively. The results are shown in Table 2.
Here, the “exposed portion” is an experiment assuming an unexposed portion when a 6% transmission type halftone phase shift mask is used and exposure is performed at an exposure amount of 30 mJ / cm 2 . That is, using the 6% transmission of the halftone phase shift mask, assuming 30 mJ / cm 2 as an exposure amount, exposure amount irradiated to the unexposed portions of the resist film is about 2 mJ / cm 2 .

Figure 0005238399
Figure 0005238399

上記の結果より、本発明のレジスト組成物は、わずか2mJ/cmという露光量でも、親水性が向上することが確認された。すなわち、ハーフトーンマスクを用いた際に、未露光部分に照射される光に対して分解し、水酸基が生じるため、親水性が大幅に向上する。従って、本発明のレジスト組成物によれば、ディフェクトのリスクを低減することが可能となる。また、レジスト塗布後(露光前)の接触角が向上し、かつ露光PEB後の親水性を向上させることが出来、露光PEB前後における接触角の差を大きくすることができる。 From the above results, it was confirmed that the resist composition of the present invention has improved hydrophilicity even with an exposure amount of only 2 mJ / cm 2 . That is, when a halftone mask is used, the hydrophilicity is greatly improved because it decomposes with respect to the light irradiated to the unexposed portion and generates a hydroxyl group. Therefore, according to the resist composition of the present invention, the risk of defects can be reduced. In addition, the contact angle after resist application (before exposure) can be improved, the hydrophilicity after exposure PEB can be improved, and the difference in contact angle before and after exposure PEB can be increased.

[解像性]
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、該反射防止膜上に、上記で得られた実施例1〜2および比較例1〜2のポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で100℃、60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
次いで、前記レジスト膜に対し、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターンを介して選択的に照射した。
そして、100℃で60秒間のPEB処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%のTMAH水溶液で30秒間の条件でアルカリ現像し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、前記レジスト膜に、ライン幅130nm、ピッチ260nmのラインアンドスペースのレジストパターンが形成された。
[Resolution]
An organic antireflection film composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thus, an organic antireflection film having a film thickness of 82 nm was formed. Then, the positive resist compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 obtained above were respectively applied on the antireflection film using a spinner, and 100 ° C. for 60 seconds on a hot plate. A pre-bake (PAB) treatment was performed under the conditions described above and dried to form a resist film having a thickness of 100 nm.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) is applied to the resist film through a mask pattern using an ArF exposure apparatus NSR-S302 (manufactured by Nikon; NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 annular illumination). Selectively irradiated.
Then, PEB treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds, and further, alkali development is performed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution at 23 ° C. for 30 seconds, and then rinsed with pure water for 30 seconds and shaken off. Drying was performed.
As a result, in each example, a line-and-space resist pattern having a line width of 130 nm and a pitch of 260 nm was formed on the resist film.

上記の結果より、本願発明のレジスト組成物は、リソグラフィー特性も良好であることが確認できた。   From the above results, it was confirmed that the resist composition of the present invention also has good lithography properties.

Claims (15)

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基材成分(A)、および露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分(A)が、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
A positive resist composition comprising a base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure,
The positive resist composition, wherein the substrate component (A) contains a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1 -1 ).
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]
前記Rが、下記一般式(2−1)で表される基である請求項に記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 0005238399
[式(2−1)中、R21およびR22は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり;R23は、2価の脂肪族環式基である。]
The positive resist composition according to claim 1 , wherein R 2 is a group represented by the following general formula (2-1).
Figure 0005238399
[In Formula (2-1), R 21 and R 22 are each independently an optionally substituted alkyl group; R 23 is a divalent aliphatic cyclic group. ]
前記Rが、下記一般式(p1)で表される基である請求項1または2に記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 0005238399
[式中、Yは直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または1価の脂肪族環式基であり、nは0〜3の整数であり、R’およびR’はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、YおよびR’が相互に結合して脂肪族環を形成していてもよい。]
Wherein R 4 is The positive resist composition according to claim 1 or 2, a group represented by the following general formula (p1).
Figure 0005238399
[Wherein Y is a linear or branched alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group, n is an integer of 0 to 3, and R 1 ′ and R 2 ′ are each independently It is a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and Y and R 1 ′ may be bonded to each other to form an aliphatic ring. ]
前記高分子化合物(A1)が、さらに、前記構成単位(a0)に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する請求項1〜のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。 The polymer compound (A1), further, does not correspond to the of the structural units (a0), one of the claims 1-3 having a structural unit derived from an acrylate ester (a1) containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group A positive resist composition according to claim 1. 前記高分子化合物(A1)が、さらに、ラクトン含有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(a2)を有する請求項1〜のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。 The positive resist composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the polymer compound (A1) further has a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group. . さらに、含窒素有機化合物成分(D)を含有する請求項1〜のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。 Furthermore, the positive resist composition as described in any one of Claims 1-5 containing a nitrogen-containing organic compound component (D). 支持体上に、請求項1〜のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。 A step of forming a resist film using the positive resist composition according to any one of claims 1 to 6 , a step of exposing the resist film, and an alkali development of the resist film on a support A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern. 下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物。
Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
The high molecular compound which has a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1 < -1 >).
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]
前記Rが、下記一般式(2−1)で表される基である請求項に記載の高分子化合物。
Figure 0005238399
[式(2−1)中、R21およびR22は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり;R23は、2価の脂肪族環式基である。]
The polymer compound according to claim 8 , wherein R 2 is a group represented by the following general formula (2-1).
Figure 0005238399
[In Formula (2-1), R 21 and R 22 are each independently an optionally substituted alkyl group; R 23 is a divalent aliphatic cyclic group. ]
前記Rが、下記一般式(p1)で表される基である請求項8または9に記載の高分子化合物。
Figure 0005238399
[式中、Yは直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または1価の脂肪族環式基であり、nは0〜3の整数であり、R’およびR’はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、YおよびR’が相互に結合して脂肪族環を形成していてもよい。]
The polymer compound according to claim 8 or 9 , wherein R 4 is a group represented by the following general formula (p1).
Figure 0005238399
[Wherein Y is a linear or branched alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group, n is an integer of 0 to 3, and R 1 ′ and R 2 ′ are each independently It is a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and Y and R 1 ′ may be bonded to each other to form an aliphatic ring. ]
さらに、前記構成単位(a0)に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有する請求項10のいずれか一項に記載の高分子化合物。 Furthermore, does not correspond to the of the structural units (a0), the polymer compound according to any one of claims 8 to 10 having a structural unit derived from an acrylate ester (a1) containing an acid dissociable, dissolution inhibiting group . さらに、ラクトン含有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(a2)を有する請求項11のいずれか一項に記載の高分子化合物。 Further, the polymer compound according to any one of claims 8-11 having a structural unit (a2) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing cyclic group. 下記一般式(I−1)で表される化合物。
Figure 0005238399
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり; は、置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基であって、隣接する酸素原子に結合する炭素原子が第3級炭素原子であり;R は直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり;Rはアセタール型酸解離性溶解抑制基である。]
The compound represented by the following general formula (I <-1> ).
Figure 0005238399
[Wherein, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; R 2 is a divalent aliphatic group which may have a substituent. A hydrocarbon group, wherein the carbon atom bonded to the adjacent oxygen atom is a tertiary carbon atom; R 3 is a linear or branched alkylene group ; R 4 is an acetal-type acid dissociable solution Inhibiting group. ]
前記Rが、下記一般式(2−1)で表される基である請求項13に記載の化合物。
Figure 0005238399
[式(2−1)中、R21およびR22は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり;R23は、2価の脂肪族環式基である。]
The compound according to claim 13 , wherein R 2 is a group represented by the following general formula (2-1).
Figure 0005238399
[In Formula (2-1), R 21 and R 22 are each independently an optionally substituted alkyl group; R 23 is a divalent aliphatic cyclic group. ]
前記Rが、下記一般式(p1)で表される基である請求項13または14に記載の化合物。
Figure 0005238399
[式中、Yは直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または1価の脂肪族環式基であり、nは0〜3の整数であり、R’およびR’はそれぞれ独立して直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、YおよびR’が相互に結合して脂肪族環を形成していてもよい。]
The compound according to claim 13 or 14 , wherein R 4 is a group represented by the following general formula (p1).
Figure 0005238399
[Wherein Y is a linear or branched alkyl group or a monovalent aliphatic cyclic group, n is an integer of 0 to 3, and R 1 ′ and R 2 ′ are each independently It is a linear or branched alkyl group or a hydrogen atom, and Y and R 1 ′ may be bonded to each other to form an aliphatic ring. ]
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