JP5401371B2 - Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film and pattern forming method using the composition - Google Patents

Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film and pattern forming method using the composition Download PDF

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Description

本発明は、活性光線または放射線の照射により反応して性質が変化する感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、IC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、ナノインプリント用モールド構造体の作成、さらにその他のフォトファブリケーション工程、平版印刷版、酸硬化性組成物に使用される感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition whose properties change upon reaction with irradiation of actinic rays or radiation, and a pattern forming method using the composition. More specifically, the present invention relates to semiconductor manufacturing processes such as ICs, circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, creation of nanoimprint mold structures, and other photofabrication processes, planographic printing plates, acid curable compositions. The present invention relates to an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition used for a product, and a pattern forming method using the composition.

なお、ここで「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、軟X線及び電子線等を意味している。また、ここで「光」とは、活性光線又は放射線を意味している。   Here, “active light” or “radiation” means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays, X-rays, soft X-rays, and electron beams. Here, “light” means actinic rays or radiation.

また、ここで「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、遠紫外線、X線及びEUV光等による光照射のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画をも意味している。   In addition, “exposure” means not only light irradiation with a mercury lamp, far ultraviolet rays, X-rays, EUV light, etc., but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. .

化学増幅レジスト組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性光線又は放射線の照射部と非照射部との現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。   The chemically amplified resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with radiation such as far ultraviolet light, and dissolves in the developing solution of the actinic ray or radiation irradiated part and the non-irradiated part by a reaction using this acid as a catalyst. It is a pattern forming material that changes the properties and forms the pattern on the substrate.

KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分に使用するため、高感度、高解像度で、且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。   When a KrF excimer laser is used as an exposure light source, a resin having a basic skeleton of poly (hydroxystyrene) having a small absorption mainly in the 248 nm region is used as a main component. A pattern is formed, which is a better system than the conventional naphthoquinone diazide / novolak resin system.

一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。
On the other hand, when a further short wavelength light source, for example, an ArF excimer laser (193 nm) is used as an exposure light source, the compound having an aromatic group exhibits a large absorption in the 193 nm region. It wasn't.
For this reason, an ArF excimer laser resist containing a resin having an alicyclic hydrocarbon structure has been developed.

化学増幅レジストの主要構成成分である酸発生剤については、トリフェニルスルホニウム塩が一般的に知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記酸発生剤には未だ不十分な点が多いことから、この酸発生剤を改善することにより、感度、パターン形状、ラフネス特性及び経時安定性等の向上した感光性組成物の開発が望まれている。
特に、ラフネス特性は、パターン寸法が小さいほど重大となってくる。例えば、X線、電子線又はEUVによるリソグラフィーでは、数十nmの微細なパターン形成を目標としていることから、特に優れたラフネス特性が求められている。
A triphenylsulfonium salt is generally known as an acid generator that is a main constituent of a chemically amplified resist (see, for example, Patent Document 1).
However, since the acid generator still has many inadequate points, the development of a photosensitive composition with improved sensitivity, pattern shape, roughness characteristics, stability over time, etc. can be achieved by improving the acid generator. It is desired.
In particular, the roughness characteristic becomes more serious as the pattern dimension is smaller. For example, in lithography using X-rays, electron beams, or EUV, since a target is to form a fine pattern of several tens of nanometers, particularly excellent roughness characteristics are required.

また、微細パターンの形成においては、放射線照射後の加熱(post exposure bake:PEB)の温度によって線幅が異なるという問題がある。したがって、このようなPEB温度依存性の改善もまた求められている。   Further, in the formation of a fine pattern, there is a problem that the line width varies depending on the temperature of heating after irradiation (post exposure bake: PEB). Therefore, there is also a need for such an improvement in PEB temperature dependence.

米国特許第6548221号明細書US Pat. No. 6,548,221

本発明は、感度、ラフネス特性及び経時安定性に優れ且つ良好な形状のパターンを形成することができ、更にPEB温度依存性の抑制された感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、この組成物を用いて形成されたレジスト膜、並びに、この組成物を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。   The present invention provides an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition having excellent sensitivity, roughness characteristics, stability over time, and capable of forming a pattern having a good shape, and further having a suppressed PEB temperature dependency. It is an object of the present invention to provide a resist film formed using an object and a pattern forming method using the composition.

本発明は、例えば、以下の通りである。   For example, the present invention is as follows.

〔1〕 アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)を含有する感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   [1] An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generating site.

〔2〕 化合物(A)が、一般式(I)または(II)で表される化合物である〔1〕に記載の組成物。

Figure 0005401371
[2] The composition according to [1], wherein the compound (A) is a compound represented by the general formula (I) or (II).
Figure 0005401371

一般式(I)及び(II)中、
は、−SO 、−CO 又はR−Z−N−を表す。
Yは、2価の連結基を表し、Y'は、単結合もしくは2価の連結基を表す。
、R、R及びRは1価の有機基を表す。
Zは、−SO−又は−CO−基を表す。
は、オニウムイオンを表す。
nは、0又は1を表す。

Figure 0005401371
In general formulas (I) and (II),
A - is, -SO 3 -, -CO 2 - or R 4 -Z-N - - represents a.
Y represents a divalent linking group, and Y ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a monovalent organic group.
Z is, -SO 2 - represents or -CO- group.
X + represents an onium ion.
n represents 0 or 1.
Figure 0005401371

はN原子を含むヘテロ環を表す。 Represents a heterocycle containing an N atom.

〔3〕 更に、酸の作用により分解してアルカリ現像液への溶解度が増大する樹脂(C)を含有する〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。 [3] The composition according to [1] or [2], further comprising a resin (C) that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer.

〔4〕 樹脂(C)が、下記一般式(VI)で表される繰り返し単位を含む〔3〕に記載の組成物。

Figure 0005401371
[4] The composition according to [3], wherein the resin (C) includes a repeating unit represented by the following general formula (VI).
Figure 0005401371

式中、
01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ar1は、芳香環基を表す。
Where
R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. Ar 1 represents an aromatic ring group.

または、R03がアルキレン基を表し、芳香環基としてのAr1と結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。もしくは、R03とAr1とがアルキレン基を表し、双方が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。 Alternatively, R 03 represents an alkylene group, and may be bonded to Ar 1 as an aromatic ring group to form a ring together with the —C—C— chain. Alternatively, R 03 and Ar 1 may represent an alkylene group, and both may be bonded to each other to form a ring together with the —C—C— chain.

nは、1〜4の整数を表す。   n represents an integer of 1 to 4.

〔5〕 更に、アルカリ現像液に可溶な樹脂、及び、酸の作用により、該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤を含有する〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。   [5] The composition according to [1] or [2], further comprising a resin soluble in an alkali developer and an acid crosslinking agent that crosslinks the resin soluble in the alkali developer by the action of an acid. object.

〔6〕 更に、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物(B)を含有する〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の組成物。   [6] The composition according to any one of [1] to [5], further comprising a compound (B) that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid.

〔7〕 電子線、X線又はEUV光により露光される〔1〕〜〔6〕の何れか1項に記載の組成物。   [7] The composition according to any one of [1] to [6], which is exposed to an electron beam, an X-ray or EUV light.

〔8〕 〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の組成物を用いて形成されたレジスト膜。
〔9〕 〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の組成物を用いて膜を形成することと、
前記膜を露光することと、
前記露光された膜を現像することと
を含んだパターン形成方法。
〔10〕 電子線、X線又はEUV光により露光される〔9〕に記載のパターン形成方法。
[8] A resist film formed using the composition according to any one of [1] to [6].
[9] forming a film using the composition according to any one of [1] to [7];
Exposing the film;
Developing a pattern of the exposed film.
[10] The pattern forming method according to [9], wherein the pattern is exposed to an electron beam, an X-ray or EUV light.

本発明によると、感度、ラフネス特性及び経時安定性に優れ且つ良好な形状のパターンを形成することができ、更にPEB温度依存性の抑制された感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、この組成物を用いて形成されたレジスト膜、並びに、この組成物を用いたパターン形成方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition having excellent sensitivity, roughness characteristics and stability over time and capable of forming a pattern having a good shape and having a suppressed PEB temperature dependency, It is possible to provide a resist film formed using the composition and a pattern forming method using the composition.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、ここでは、置換又は無置換を明示していない基及び原子団には、置換基を有していないものと置換基を有しているものとの双方が含まれることとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」は、置換基を有していないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有しているアルキル基(置換アルキル基)をも包含することとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the groups and atomic groups that do not explicitly indicate substitution or non-substitution include both those that do not have a substituent and those that have a substituent. For example, an “alkyl group” that does not clearly indicate substitution or unsubstituted is not only an alkyl group that does not have a substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group that has a substituent (substituted alkyl group) Is also included.

本発明に係る組成物は、アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)を含有する。また、本発明に係る組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」ともいう)を更に含んでいてもよい。   The composition according to the present invention contains a compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generating site. The composition according to the present invention may further contain a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as “photoacid generator”).

また、本発明の組成物は、ポジ型組成物として使用してもよく、ネガ型組成物として使用してもよい。
前者の場合、本発明に係る組成物は、典型的には、〔A1〕酸の作用により分解し、アルカリ現像液への溶解度が増大する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」ともいう)を更に含んでいる。また、この組成物は、〔A3〕酸の作用により分解してアルカリ現像液への溶解度が増大する、分子量3000以下の化合物(以下、溶解阻止化合物ともいう)を更に含んでいてもよい。
後者の場合、本発明に係る組成物は、典型的には、〔A2〕アルカリ現像液に可溶な樹脂(以下、「アルカリ可溶性樹脂」ともいう)と、〔A4〕酸の作用により該アルカリ可溶性樹脂と架橋する酸架橋剤とを更に含んでいる。
〔1〕アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)
化合物(A)が有するアミンオキシド基は、化学的に等価な下記構造式のいずれかで表される構造を有する化合物群であり、四級アンモニウムイオン (R) に匹敵するほどの極性を持つ構造である。また、アミンオキシドは弱い塩基性を持ち、酸解離定数pKa値はおおよそ4.5程度であり、プロトンの付加によりカチオン性のヒドロキシルアミン構造R−OHをとることが知られている。また、極性が高く、揮発性を抑制できるため、PEBでの温度依存性を改善することができる。

Figure 0005401371
In addition, the composition of the present invention may be used as a positive composition or a negative composition.
In the former case, the composition according to the present invention typically comprises [A1] a resin that decomposes under the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer (hereinafter also referred to as “acid-decomposable resin”). In addition. The composition may further contain a compound having a molecular weight of 3000 or less (hereinafter also referred to as a dissolution inhibiting compound) that decomposes by the action of [A3] acid to increase the solubility in an alkaline developer.
In the latter case, the composition according to the present invention typically comprises [A2] an alkali developer-soluble resin (hereinafter also referred to as “alkali-soluble resin”) and [A4] an acid by the action of an acid. It further contains a soluble resin and an acid crosslinking agent that crosslinks.
[1] Compound having amine oxide group and photoacid generating site (A)
The amine oxide group possessed by the compound (A) is a group of compounds having a structure represented by any of the following structural formulas that are chemically equivalent, and has a polarity comparable to that of a quaternary ammonium ion (R 4 N + ). It is a structure with In addition, amine oxide has weak basicity, an acid dissociation constant pKa value of about 4.5, and it is known to take a cationic hydroxylamine structure R 3 N + —OH by addition of a proton. Moreover, since polarity is high and volatility can be suppressed, the temperature dependence in PEB can be improved.
Figure 0005401371

光酸発生部位としては、活性光線または放射線の照射により効率よく酸を生成する構造で、例えば、ジアゾニウム塩構造、ヨードニウム塩構造、スルホニウム塩構造、スルホン酸エステル構造、オキサチアゾール誘導体、s−トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミドスルホネート構造、オキシムスルホネート構造が挙げられる。   The photoacid generation site is a structure that efficiently generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, for example, a diazonium salt structure, an iodonium salt structure, a sulfonium salt structure, a sulfonic acid ester structure, an oxathiazole derivative, and an s-triazine derivative. , Disulfone derivatives, imide sulfonate structures, and oxime sulfonate structures.

アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)としては、一般式(I)又は(II)で表される化合物が好ましい。

Figure 0005401371
As the compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generating site, a compound represented by the general formula (I) or (II) is preferable.
Figure 0005401371

一般式(I)及び(II)中、
は、−SO 、−CO 又はR−Z−N−を表す。
Yは、2価の連結基を表し、Y'は、単結合もしくは2価の連結基を表す。
、R、R及びRは1価の有機基を表す。
Zは、−SO−又は−CO−基を表す。
は、オニウムイオンを表す。
nは、0又は1を表す。

Figure 0005401371
In general formulas (I) and (II),
A - is, -SO 3 -, -CO 2 - or R 4 -Z-N - - represents a.
Y represents a divalent linking group, and Y ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a monovalent organic group.
Z is, -SO 2 - represents or -CO- group.
X + represents an onium ion.
n represents 0 or 1.
Figure 0005401371

はN原子を含むヘテロ環を表す。 Represents a heterocycle containing an N atom.

一般式(I)又は(II)について詳細に説明する。
Yは2価の連結基を表し、Y'は単結合もしくは2価の連結基を表す。Y及びY’により表される2価の連結基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−S(=O)―、−S(=O)−、−OS(=O)−、−NH−及び2価の窒素含有非芳香族複素環基から選択されるいずれか又は2以上とを組み合わせた基が挙げられる。
The general formula (I) or (II) will be described in detail.
Y represents a divalent linking group, and Y ′ represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group represented by Y and Y ′ include an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —S (= O) —, —S (═O) 2 —, —OS (═O) 2 —, —NH— and any one or more selected from divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic groups Groups.

アルキレン基及びシクロアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10の直鎖、分岐鎖または環状のアルキレン基(例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、1,4−シクロヘキシレン)であり、炭素に結合している水素原子の一部または全部が置換基を有していても良い。
アリーレン基は、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、フェニレン、ナフチレン)であり、炭素に結合している水素原子の一部または全部が置換基を有していてもよい。
The alkylene group and cycloalkylene group are preferably linear, branched or cyclic alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms (for example, methylene, ethylene, propylene, 1,4-cyclohexylene). And part or all of the hydrogen atoms bonded to carbon may have a substituent.
The arylene group is preferably an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an arylene group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenylene or naphthylene), and a part or all of the hydrogen atoms bonded to carbon are substituted. You may have.

アルキレン基、シクロアルキレン基およびアリーレン基が有していてもよい置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基、p−トリルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキル又はシクロアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、パーフルオロアルキル基、トリアルキルシリル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that the alkylene group, cycloalkylene group and arylene group may have include, for example, a halogen group such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; methoxy group, ethoxy group, tert-butoxy group and the like An alkoxy group such as a phenoxy group and a p-tolyloxy group; an alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group and a butoxycarbonyl group; an aryloxycarbonyl group such as a phenoxycarbonyl group and a p-tolyloxycarbonyl group; an acetoxy group; Acyloxy groups such as propionyloxy group and benzoyloxy group; acyl groups such as acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group and methoxalyl group; alkylsulfuric groups such as methylsulfanyl group and tert-butylsulfanyl group Aryl group; arylsulfanyl group such as phenylsulfanyl group and p-tolylsulfanyl group; alkyl or cycloalkylamino group such as methylamino group and cyclohexylamino group; dialkylamino such as dimethylamino group, diethylamino group, morpholino group and piperidino group Group, phenylamino group, arylamino group such as p-tolylamino group, alkyl group such as methyl group, ethyl group, tert-butyl group, dodecyl group, phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group In addition to aryl groups such as anthryl group and phenanthryl group, hydroxy group, carboxy group, formyl group, mercapto group, sulfo group, mesyl group, p-toluenesulfonyl group, amino group, nitro group, cyano group, perfluoroalkyl Group, trialkylsilyl group, etc. And the like.

また、2価の窒素含有非芳香族複素環基とは、少なくとも1個の窒素原子を有する、好ましくは3〜8員の非芳香族複素環基を意味し、具体的には、例えば、下記構造の2価の連結基が挙げられる。

Figure 0005401371
In addition, the divalent nitrogen-containing non-aromatic heterocyclic group means a non-aromatic heterocyclic group having at least one nitrogen atom, preferably 3 to 8 members, specifically, for example, Examples thereof include a divalent linking group having a structure.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

はN原子を含むヘテロ環を表す。ここで、N原子は一般式(II)中のO原子及びn=1のときのR基と結合しており、また、Y’基(Y’基が単結合の場合はA基)と結合していてもよいし、結合していなくてもよい。 Represents a heterocycle containing an N atom. Here, the N atom is bonded to the O atom in the general formula (II) and the R 3 group when n = 1, and the Y ′ group (or the A - group when the Y ′ group is a single bond) May or may not be bonded.

上記へテロ環は芳香環であってもよいし、非芳香環であってもよく、また、式中のN原子以外に更にヘテロ原子を含んでいてもよい。このようなヘテロ環としては、ピロール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、イソインドール環、プリン環、キノリジン環、イソキノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キナゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、フェノチアジン環、モルホリン環、ピペリジン環、トリアジン環、ピラゾール環、イソチアゾール環、イソオキサゾール環、フェナジン環、ピロリジン環、ジュロリジン環、ピペラジン環、ピラゾリン環などが挙げられる。中でもモルホリン環、ピペリジン環、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環が好ましい。   The hetero ring may be an aromatic ring or a non-aromatic ring, and may further contain a hetero atom in addition to the N atom in the formula. Such heterocycles include pyrrole ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, isoindole ring, purine ring, quinolidine ring, isoquinolidine. Ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, phenothiazine ring, morpholine ring, piperidine ring, triazine ring, pyrazole ring, iso Examples include a thiazole ring, an isoxazole ring, a phenazine ring, a pyrrolidine ring, a julolidine ring, a piperazine ring, and a pyrazoline ring. Of these, morpholine ring, piperidine ring, pyridine ring, quinoline ring and isoquinoline ring are preferred.

−Rは1価の有機基を表し、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルケニル基、置換基を有してもよいアルキニル基、等が挙げられる。 R 1 -R 4 represents a monovalent organic group, an optionally substituted alkyl group, which may have a substituent cycloalkyl group, an optionally substituted aryl group, a substituted An alkenyl group which may have a group, an alkynyl group which may have a substituent, and the like.

置換基を有してもよいアルキル基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、オクダデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、トリフルオロメチル基、2−エチルヘキシル基、フェナシル基、1−ナフトイルメチル基、2−ナフトイルメチル基、4−メチルスルファニルフェナシル基、4−フェニルスルファニルフェナシル基、4−ジメチルアミノフェナシル基、4−シアノフェナシル基、4−メチルフェナシル基、2−メチルフェナシル基、3−フルオロフェナシル基、3−トリフルオロメチルフェナシル基、3−ニトロフェナシル基等が挙げられる。   As the alkyl group which may have a substituent, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, Okudadecyl group, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, 1-ethylpentyl group, trifluoromethyl group, 2-ethylhexyl group, phenacyl group, 1-naphthoylmethyl group, 2-naphthoylmethyl group Group, 4-methylsulfanylphenacyl group, 4-phenylsulfanylphenacyl group, 4-dimethylaminophenacyl group, 4-cyanophenacyl group, 4-methylphenacyl group, 2-methylphenacyl group, 3-fluorophenacyl Group, 3-trifluoromethylphenacyl group, 3-nitrophenacyl group and the like.

置換基を有していてもよいシクロアルキル基としては、炭素数6〜30のシクロアルキル基が好ましく、単環でも多環でもよく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボニル基等が挙げられる。   The cycloalkyl group which may have a substituent is preferably a cycloalkyl group having 6 to 30 carbon atoms, and may be monocyclic or polycyclic, and examples thereof include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group. Can be mentioned.

置換基を有してもよいアリール基としては、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、9−アンスリル基、9−フェナントリル基、1−ピレニル基、5−ナフタセニル基、1−インデニル基、2−アズレニル基、9−フルオレニル基、ターフェニル基、クオーターフェニル基、o−、m−、及びp−トリル基、キシリル基、o−、m−、及びp−クメニル基、メシチル基、ペンタレニル基、ビナフタレニル基、ターナフタレニル基、クオーターナフタレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、インダセニル基、フルオランテニル基、アセナフチレニル基、アセアントリレニル基、フェナレニル基、フルオレニル基、アントリル基、ビアントラセニル基、ターアントラセニル基、クオーターアントラセニル基、アントラキノリル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、プレイアデニル基、ピセニル基、ペリレニル基、ペンタフェニル基、ペンタセニル基、テトラフェニレニル基、ヘキサフェニル基、ヘキサセニル基、ルビセニル基、コロネニル基、トリナフチレニル基、ヘプタフェニル基、ヘプタセニル基、ピラントレニル基、オバレニル基等が挙げられる。   As the aryl group which may have a substituent, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms is preferable, and a phenyl group, a biphenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 9-anthryl group, a 9-phenanthryl group, 1-pyrenyl group, 5-naphthacenyl group, 1-indenyl group, 2-azurenyl group, 9-fluorenyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, o-, m-, and p-tolyl group, xylyl group, o- , M-, and p-cumenyl group, mesityl group, pentarenyl group, binaphthalenyl group, turnaphthalenyl group, quarternaphthalenyl group, heptaenyl group, biphenylenyl group, indacenyl group, fluoranthenyl group, acenaphthylenyl group, aceanthrylenyl group, Phenalenyl, fluorenyl, anthryl, bianthracenyl, teranthraceni Group, quarter anthracenyl group, anthraquinolyl group, phenanthryl group, triphenylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, preadenyl group, picenyl group, perylenyl group, pentaphenyl group, pentacenyl group, tetraphenylenyl group, hexa Examples thereof include a phenyl group, a hexacenyl group, a rubicenyl group, a coronenyl group, a trinaphthylenyl group, a heptaphenyl group, a heptacenyl group, a pyranthrenyl group, and an oberenyl group.

置換基を有してもよいアルケニル基としては、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基等が挙げられる。   As an alkenyl group which may have a substituent, a C2-C10 alkenyl group is preferable, for example, a vinyl group, an allyl group, a styryl group etc. are mentioned.

置換基を有してもよいアルキニル基としては、炭素数2〜10のアルキニル基が好ましく、例えば、エチニル基、プロピニル基、プロパルギル基等が挙げられる。   The alkynyl group which may have a substituent is preferably an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include an ethynyl group, a propynyl group, and a propargyl group.

これらの基に導入しうる置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基、メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、p−トリルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基、アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メトキサリル基等のアシル基、メチルスルファニル基、tert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基、フェニルスルファニル基、p−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基、メチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基等のアルキル又はシクロアルキルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、モルホリノ基、ピペリジノ基等のジアルキルアミノ基、フェニルアミノ基、p−トリルアミノ基等のアリールアミノ基、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントリル基等のアリール基等の他、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ホルミル基、メルカプト基、スルホ基、メシル基、p−トルエンスルホニル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリメチルシリル基、ホスフィニコ基、ホスホノ基、トリメチルアンモニウミル基、ジメチルスルホニウミル基、トリフェニルフェナシルホスホニウミル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that can be introduced into these groups include halogen groups such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and tert-butoxy group, phenoxy group, p- Aryloxy groups such as tolyloxy group, alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, butoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl groups such as phenoxycarbonyl group, p-tolyloxycarbonyl group, acetoxy group, propionyloxy group, benzoyloxy group, etc. Acyloxy group, acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group, methoxalyl group and other acyl groups, methylsulfanyl group, alkylsulfanyl groups such as tert-butylsulfanyl group, phenylsulfanyl group, p-tolyl Arylsulfanyl groups such as sulfanyl groups, alkyl or cycloalkylamino groups such as methylamino groups, cyclohexylamino groups, dialkylamino groups such as dimethylamino groups, diethylamino groups, morpholino groups, piperidino groups, phenylamino groups, p-tolylamino groups Aryl groups such as methyl group, ethyl group, tert-butyl group, dodecyl group, etc., aryl groups such as phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group Etc., hydroxy group, carboxy group, formyl group, mercapto group, sulfo group, mesyl group, p-toluenesulfonyl group, amino group, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, trichloromethyl group, trimethylsilyl group, phosphinico Group, phosphono group, Methyl ammonium Niu mill group, dimethylsulfoxide Niu mill group, triphenyl phenacyl phosphonium Niu mill group, and the like.

化合物(A)のアニオン部の具体例としては以下のものが挙げられる。

Figure 0005401371
Specific examples of the anion moiety of the compound (A) include the following.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

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Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

アミンオキシド構造は、通常、アミンやピリジンなどの複素環式化合物を酸化して合成される。酸化剤としては過酸化水素、過硫酸、メタクロロ過安息香酸などの過カルボン酸が用いられる。   The amine oxide structure is usually synthesized by oxidizing a heterocyclic compound such as amine or pyridine. As the oxidizing agent, percarboxylic acids such as hydrogen peroxide, persulfuric acid and metachloroperbenzoic acid are used.

N +(酸化剤)→R−O
例えば、ピリジンの酸化では、過酸化水素と酢酸から発生する過酢酸がピリジンに作用して、ピリジンオキシドを合成することができる。

Figure 0005401371
R 3 N + (oxidant) → R 3 N + —O
For example, in the oxidation of pyridine, peracetic acid generated from hydrogen peroxide and acetic acid can act on pyridine to synthesize pyridine oxide.
Figure 0005401371

一般式(I)及び(II)において、Mにより表わされるオニウムイオンは、一態様において、下記一般式(ZI)及び(ZII)で表されるオニウムイオンである。

Figure 0005401371
In the general formulas (I) and (II), the onium ion represented by M + is an onium ion represented by the following general formulas (ZI) and (ZII) in one embodiment.
Figure 0005401371

上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、例えば1〜30であり、好ましくは1〜20である。 In the general formula (ZI), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group. The carbon number of the organic group as R 201, R 202 and R 203 is, for example, 1 to 30, preferably 1 to 20.

201〜R203のうち2つは、単結合又は連結基を介して互いに結合して、環構造を形成してもよい。この場合の連結基としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、メチレン基及びエチレン基が挙げられる。R201〜R203のうちの2つが結合して形成する基としては、例えば、ブチレン基及びペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。 Two of R 201 to R 203 may be bonded to each other via a single bond or a linking group to form a ring structure. Examples of the linking group in this case include an ether bond, a thioether bond, an ester bond, an amide bond, a carbonyl group, a methylene group, and an ethylene group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include alkylene groups such as a butylene group and a pentylene group.

201、R202及びR203の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)又は(ZI−3)における対応する基が挙げられる。 Specific examples of R 201 , R 202 and R 203 include corresponding groups in the compound (ZI-1), (ZI-2) or (ZI-3) described later.

化合物(A)としては、一般式(ZI)により表される構造を複数有する化合物を使用してもよい。例えば、一般式(ZI)により表されるカチオンのR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)により表されるもう1つのカチオンのR201〜R203の少なくとも1つと結合した構造を有する化合物であってもよい。 As the compound (A), a compound having a plurality of structures represented by the general formula (ZI) may be used. For example, a cation represented by the general formula (ZI) of R 201 to R 203, at least one, but at least one coupling structure of the general formula R Another cation represented by (ZI) 201 to R 203 It may be a compound.

更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明するカチオン(ZI−1)〜(ZI−3)を挙げることができる。   More preferable (ZI) components include cations (ZI-1) to (ZI-3) described below.

カチオン(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基であるアリールスルホニウムカチオンである。 The cation (ZI-1) is an arylsulfonium cation in which at least one of R 201 to R 203 in the general formula (ZI) is an aryl group.

カチオン(ZI−1)は、R201〜R203の全てがアリール基であってもよく、R201〜R203の一部がアリール基であり、それら以外がアルキル基であってもよい。なお、化合物(ZI−1)が複数のアリール基を有する場合、これらアリール基は互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。 Cations (ZI-1) is all R 201 to R 203 is may be an aryl group or a part of R 201 to R 203 is an aryl group, except they may be an alkyl group. In addition, when compound (ZI-1) has a plurality of aryl groups, these aryl groups may be the same as or different from each other.

カチオン(ZI−1)としては、例えば、トリアリールスルホニウムイオン、ジアリールアルキルスルホニウムイオン及びアリールジアルキルスルホニウムイオンが挙げられる。   Examples of the cation (ZI-1) include a triarylsulfonium ion, a diarylalkylsulfonium ion, and an aryldialkylsulfonium ion.

カチオン(ZI−1)におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、又は、インドール残基及びピロール残基等のヘテロアリール基が好ましく、フェニル基、ナフチル基又はインドール残基が特に好ましい。   The aryl group in the cation (ZI-1) is preferably a phenyl group, a naphthyl group, or a heteroaryl group such as an indole residue or a pyrrole residue, and particularly preferably a phenyl group, a naphthyl group, or an indole residue.

カチオン(ZI−1)が必要に応じて有しているアルキル基としては、炭素数1〜15の直鎖、分岐鎖又はシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。   The alkyl group which the cation (ZI-1) has as necessary is preferably a linear, branched or cycloalkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, n -Butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group and cyclohexyl group are mentioned.

これらアリール基及びアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基及びフェニルチオ基が挙げられる。   These aryl groups and alkyl groups may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (preferably 1 to 15 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 15 carbon atoms), a halogen atom, a hydroxyl group, and phenylthio. Groups.

好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、及び、炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルコキシ基が挙げられる。特に好ましい置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられる。置換基は、3つのR201〜R203のうちの何れか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がフェニル基の場合には、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。 Preferable substituents include linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, and linear, branched or cyclic alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms. Particularly preferred substituents include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms. The substituent may be substituted to any one of the three R 201 to R 203, or may be substituted on all three. When R 201 to R 203 are a phenyl group, the substituent is preferably substituted at the p-position of the aryl group.

また、R201、R202及びR203のうち1つ又は2つが、置換基を有していてもよいアリール基であり、残りの基が直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基である態様も好ましい。この構造の具体例としては、特開2004−210670号公報の段落0141〜0153に記載の構造が挙げられる。 In another embodiment, one or two of R 201 , R 202 and R 203 is an aryl group which may have a substituent, and the remaining group is a linear, branched or cyclic alkyl group. preferable. Specific examples of this structure include the structures described in paragraphs 0141 to 0153 of JP-A-2004-210670.

このとき、上記アリール基としては、具体的には、R201、R202及びR203としてのアリール基と同様であり、フェニル基又はナフチル基が好ましい。また、アリール基は、水酸基、アルコキシ基又はアルキル基の何れかを置換基として有することが好ましい。置換基としより好ましくは、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、更に好ましくは、炭素数1〜6のアルコキシ基である。 At this time, as the aryl group, specifically, the same as the aryl group of R 201, R 202 and R 203, a phenyl group or a naphthyl group is preferable. The aryl group preferably has any one of a hydroxyl group, an alkoxy group, and an alkyl group as a substituent. More preferably, it is a C1-C12 alkoxy group as a substituent, More preferably, it is a C1-C6 alkoxy group.

上記の残りの基としての直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。これら基は、更に置換基を有していてもよい。また、上記の残りの基が2つ存在する場合、これら2つが互いに結合して、環構造を形成していてもよい。   The linear, branched or cyclic alkyl group as the remaining group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. These groups may further have a substituent. In addition, when two of the remaining groups are present, these two may be bonded to each other to form a ring structure.

カチオン(ZI−1)の一態様として、以下の一般式(ZI−1A)により表されるものが挙げられる。

Figure 0005401371
As one aspect | mode of a cation (ZI-1), what is represented by the following general formula (ZI-1A) is mentioned.
Figure 0005401371

一般式(ZI−1A)中、
13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基又はアルコキシカルボニル基または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
14は、複数存在する場合は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、シクロアルキルスルホニル基または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
15は、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。2つのR15は、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜8の整数を表す。
13、R14又はR15のアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。このアルキル基としては、炭素数1〜10のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基及びn−デシル基が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、n−ブチル基及びt−ブチル基が特に好ましい。
In general formula (ZI-1A),
R 13 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a cycloalkyloxy group, an alkoxycarbonyl group, or a group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton. These groups may have a substituent.
R 14 is each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkylsulfonyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkylcarbonyl group, a cycloalkylsulfonyl group, or a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton when there are a plurality of R14 Represents a group having These groups may have a substituent.
R 15 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a naphthyl group. Two R 15 may be bonded to each other to form a ring structure.
l represents an integer of 0-2.
r represents an integer of 0 to 8.
The alkyl group for R 13 , R 14 or R 15 may be a linear alkyl group or a branched alkyl group. The alkyl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylpropyl group. , T-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-nonyl group and n-decyl group. Of these, a methyl group, an ethyl group, an n-butyl group, and a t-butyl group are particularly preferable.

13、R14又はR15のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロへプチル、シクロオクチル、シクロドデカニル、シクロベンテニル、シクロヘキセニル、ノルボルニル、トリシクロデカニル、テトラシクロデカニル、アダマンチル及びシクロオクタジエニル基が挙げられる。これらのうち、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチル基が特に好ましい。 Examples of the cycloalkyl group represented by R 13 , R 14 or R 15 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclododecanyl, cyclobenenyl, cyclohexenyl, norbornyl, and tricyclodecanyl. , Tetracyclodecanyl, adamantyl and cyclooctadienyl groups. Of these, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl and cyclooctyl groups are particularly preferred.

13又はR14のアルコキシ基のアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のアルキル基として列挙したものが挙げられる。このアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基及びn−ブトキシ基が特に好ましい。 Examples of the alkyl group moiety of the alkoxy group of R 13 or R 14 include those enumerated above as the alkyl group of R 13 , R 14 or R 15 . As the alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, and an n-butoxy group are particularly preferable.

13のシクロアルキルオキシ基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のシクロアルキル基として列挙したものが挙げられる。このシクロアルキルオキシ基としては、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基が特に好ましい。 The cycloalkyl moiety of the cycloalkyl group of R 13, for example, those previously listed as the cycloalkyl group of R 13, R 14 or R 15. As this cycloalkyloxy group, a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group are particularly preferable.

13のアルコキシカルボニル基のアルコキシ基部分としては、例えば、先にR13又はR14のアルコキシ基として列挙したものが挙げられる。このアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びn−ブトキシカルボニル基が特に好ましい。 The alkoxy group moiety of the alkoxycarbonyl group R 13, for example, those previously listed as alkoxy groups R 13 or R 14. As the alkoxycarbonyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and an n-butoxycarbonyl group are particularly preferable.

14のアルキルスルホニル基のアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のアルキル基として列挙したものが挙げられる。また、R14のシクロアルキルスルホニル基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のシクロアルキル基として列挙したものが挙げられる。これらアルキルスルホニル基又はシクロアルキルスルホニル基としては、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基及びシクロヘキサンスルホニル基が特に好ましい。 The alkyl group moiety of the alkylsulfonyl group R 14, for example, those previously listed as alkyl group R 13, R 14 or R 15. Further, the cycloalkyl group moiety cycloalkylsulfonyl group R 14, for example, those previously listed as the cycloalkyl group of R 13, R 14 or R 15. As these alkylsulfonyl groups or cycloalkylsulfonyl groups, a methanesulfonyl group, an ethanesulfonyl group, an n-propanesulfonyl group, an n-butanesulfonyl group, a cyclopentanesulfonyl group, and a cyclohexanesulfonyl group are particularly preferable.

13及びR14の単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基としては、例えば、単環もしくは多環のシクロアルキルオキシ基、及び、単環もしくは多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基が挙げられる。これら基は、置換基を更に有していてもよい。 Examples of the group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl skeleton of R 13 and R 14 include a monocyclic or polycyclic cycloalkyloxy group and an alkoxy group having a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group. Can be mentioned. These groups may further have a substituent.

lは、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。rは、好ましくは0〜2である。   l is preferably 0 or 1, more preferably 1. r is preferably 0-2.

13、R14及びR15の各基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、フッ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルコキシアルキル基、シクロアルキルオキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、及びシクロアルキルオキシカルボニルオキシ基が挙げられる。 Each group of R 13 , R 14 and R 15 may further have a substituent. Examples of this substituent include halogen atoms such as fluorine atoms, hydroxy groups, carboxy groups, cyano groups, nitro groups, alkoxy groups, cycloalkyloxy groups, alkoxyalkyl groups, cycloalkyloxyalkyl groups, alkoxycarbonyl groups, cyclocarbonyls, Examples include an alkyloxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group, and a cycloalkyloxycarbonyloxy group.

アルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基及びt−ブトキシ基等の炭素数1〜20のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜20のものが挙げられる。
The alkoxy group may be linear or branched. Examples of the alkoxy group include carbon number 1 such as methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, n-butoxy group, 2-methylpropoxy group, 1-methylpropoxy group, and t-butoxy group. -20.
Examples of the cycloalkyloxy group include those having 3 to 20 carbon atoms such as a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group.

アルコキシアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基及び2−エトキシエチル基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシアルキル基としては、例えば、シクロヘキシルオキシメチル基、シクロペンチルオキシメチル基及びシクロヘキシルオキシエチル基等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
The alkoxyalkyl group may be linear or branched. Examples of the alkoxyalkyl group include those having 2 to 21 carbon atoms such as methoxymethyl group, ethoxymethyl group, 1-methoxyethyl group, 2-methoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group and 2-ethoxyethyl group. Can be mentioned.
Examples of the cycloalkyloxyalkyl group include those having 4 to 21 carbon atoms such as a cyclohexyloxymethyl group, a cyclopentyloxymethyl group, and a cyclohexyloxyethyl group.

アルコキシカルボニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基及びt−ブトキシカルボニル基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシカルボニル基としては、例えば、シクロペンチルオキシカルボニル基及びシクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
The alkoxycarbonyl group may be linear or branched. Examples of the alkoxycarbonyl group include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, i-propoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, 2-methylpropoxycarbonyl group, 1-methylpropoxycarbonyl group and t. -A C2-C21 thing, such as a butoxycarbonyl group, is mentioned.
Examples of the cycloalkyloxycarbonyl group include those having 4 to 21 carbon atoms such as a cyclopentyloxycarbonyl group and cyclohexyloxycarbonyl.

アルコキシカルボニルオキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基及びt−ブトキシカルボニルオキシ基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシカルボニルオキシ基及びシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
The alkoxycarbonyloxy group may be linear or branched. Examples of the alkoxycarbonyloxy group include carbon such as methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propoxycarbonyloxy group, i-propoxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group and t-butoxycarbonyloxy group. The thing of number 2-21 is mentioned.
Examples of the cycloalkyloxycarbonyloxy group include those having 4 to 21 carbon atoms such as a cyclopentyloxycarbonyloxy group and a cyclohexyloxycarbonyloxy group.

2つのR15が互いに結合して形成し得る環構造としては、一般式(ZI−1A)中のS原子と共に、5員環又は6員環、特に好ましくは5員環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する構造が好ましい。
この環構造は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
The ring structure that can be formed by bonding two R 15 to each other includes a 5-membered ring or a 6-membered ring, particularly preferably a 5-membered ring (that is, a tetrahydrothiophene ring) together with the S atom in the general formula (ZI-1A). ) Is preferred.
This ring structure may further have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, a nitro group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group.

15としては、メチル基、エチル基、及び2つのR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基が特に好ましい。 As R 15 , a methyl group, an ethyl group, and a divalent group in which two R 15 are bonded to each other to form a tetrahydrothiophene ring structure together with a sulfur atom are particularly preferable.

13のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基、R14のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、及びハロゲン原子(特にフッ素原子)が好ましい。
以下に、一般式(ZI−1A)により表されるカチオンの好ましい具体例を示す。

Figure 0005401371
Alkyl groups R 13, cycloalkyl group, alkoxy group and alkoxycarbonyl group, alkyl group of R 14, cycloalkyl group, alkoxy group, alkylsulfonyl group and cycloalkylsulfonyl group may further have a substituent . As this substituent, a hydroxy group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, and a halogen atom (particularly a fluorine atom) are preferable.
Specific examples of preferable cations represented by general formula (ZI-1A) are shown below.
Figure 0005401371

また、カチオン(ZI−1)の他の態様として、以下の一般式(ZI−1B)により表されるものが挙げられる。一般式(ZI−1B)により表されるカチオンは、アウトガスの抑制に有効である。

Figure 0005401371
Moreover, what is represented by the following general formula (ZI-1B) is mentioned as another aspect of a cation (ZI-1). The cation represented by the general formula (ZI-1B) is effective in suppressing outgas.
Figure 0005401371

一般式(ZI−1B)中、
1〜R13は、各々独立に、水素原子又は置換基を表す。R1〜R13のうち少なくとも1つは、アルコール性水酸基を含む置換基であることが好ましい。なお、ここで「アルコール性水酸基」とは、アルキル基の炭素原子に結合した水酸基を意味している。
Xは、単結合又は2価の連結基である。
In general formula (ZI-1B),
R 1 to R 13 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R 1 to R 13 is preferably a substituent containing an alcoholic hydroxyl group. Here, “alcoholic hydroxyl group” means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an alkyl group.
X is a single bond or a divalent linking group.

1〜R13がアルコール性水酸基を含む置換基である場合、R1〜R13は−(W−Y)により表される基であることが好ましい。ここで、Yは水酸基で置換されたアルキル基であり、Wは単結合または2価の連結基である。 When R 1 to R 13 are substituents containing an alcoholic hydroxyl group, R 1 to R 13 are preferably groups represented by — (W—Y). Here, Y is an alkyl group substituted with a hydroxyl group, and W is a single bond or a divalent linking group.

Yにより表されるアルキル基の好ましい例としては、エチル基、プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。Yは、特に好ましくは、−CH2CH2OHにより表される構造を含んでいる。 Preferable examples of the alkyl group represented by Y include an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Y particularly preferably includes a structure represented by —CH 2 CH 2 OH.

Wにより表される2価の連結基としては、特に制限は無いが、好ましくは単結合、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基における任意の水素原子を単結合で置き換えた2価の基であり、更に好ましくは、単結合、アシルオキシ基、アルキルスルホニル基、アシル基又はアルコキシカルボニル基における任意の水素原子を単結合で置き換えた2価の基である。   The divalent linking group represented by W is not particularly limited, but preferably a single bond, an alkoxy group, an acyloxy group, an acylamino group, an alkyl and arylsulfonylamino group, an alkylthio group, an alkylsulfonyl group, an acyl group, A divalent group in which an arbitrary hydrogen atom in an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group is replaced by a single bond, and more preferably an arbitrary hydrogen atom in a single bond, an acyloxy group, an alkylsulfonyl group, an acyl group or an alkoxycarbonyl group. It is a divalent group replaced by a single bond.

1〜R13がアルコール性水酸基を含む置換基である場合、含まれる炭素数は、好ましくは2〜10であり、更に好ましくは2〜6であり、特に好ましくは2〜4である。 When R 1 to R 13 are substituents containing an alcoholic hydroxyl group, the number of carbon atoms contained is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 to 4.

1〜R13としてのアルコール性水酸基を含む置換基は、アルコール性水酸基を2つ以上有していてもよい。R1〜R13としてのアルコール性水酸基を含む置換基の有するアルコール性水酸基の数は、1〜6であり、好ましくは1〜3であり、更に好ましくは1である。 The substituent containing an alcoholic hydroxyl group as R 1 to R 13 may have two or more alcoholic hydroxyl groups. The number of the alcoholic hydroxyl group which the substituent containing the alcoholic hydroxyl group as R < 1 > -R < 13 > has is 1-6, Preferably it is 1-3, More preferably, it is 1.

一般式(ZI−1B)により表される化合物の有するアルコール性水酸基の数は、R1〜R13すべて合わせて1〜10であり、好ましくは1〜6であり、更に好ましくは1〜3である。 The number of alcoholic hydroxyl groups contained in the compound represented by the general formula (ZI-1B) is 1 to 10, preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3 in total for R 1 to R 13. is there.

1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13としての置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、複素環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及び複素環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基〔−B(OH)2〕、ホスファト基〔−OPO(OH)2〕、スルファト基(−OSO3H)、並びに、他の公知の置換基が挙げられる。 When R 1 to R 13 do not contain an alcoholic hydroxyl group, examples of the substituent as R 1 to R 13 include a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group. , Heterocyclic group, cyano group, nitro group, carboxy group, alkoxy group, aryloxy group, silyloxy group, heterocyclic oxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy group, amino group ( Anilino group), ammonio group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino group, mercapto group, alkylthio group, arylthio group, Duplicate Ring thio group, sulfamoyl group, sulfo group, alkyl and arylsulfinyl group, alkyl and arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, aryl and heterocyclic azo group, imide group, phosphino group, Phosphinyl group, phosphinyloxy group, phosphinylamino group, phosphono group, silyl group, hydrazino group, ureido group, boronic acid group [—B (OH) 2 ], phosphato group [—OPO (OH) 2 ], Examples thereof include a sulfato group (—OSO 3 H) and other known substituents.

1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基又はウレイド基である。 When R 1 to R 13 do not contain an alcoholic hydroxyl group, R 1 to R 13 are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, Cyano group, carboxy group, alkoxy group, aryloxy group, acyloxy group, carbamoyloxy group, acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl and arylsulfonylamino Group, alkylthio group, arylthio group, sulfamoyl group, alkyl and arylsulfonyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, imide group, silyl group or ureido group.

1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、更に好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基である。 When R 1 to R 13 do not contain an alcoholic hydroxyl group, R 1 to R 13 are more preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a cyano group, an alkoxy group, an acyloxy group, an acylamino group, An aminocarbonylamino group, an alkoxycarbonylamino group, an alkyl and arylsulfonylamino group, an alkylthio group, a sulfamoyl group, an alkyl and arylsulfonyl group, an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group.

1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、特に好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルコキシ基である。 When R 1 to R 13 do not contain an alcoholic hydroxyl group, R 1 to R 13 are particularly preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, or an alkoxy group.

1〜R13のうちの隣接する2つが互いに結合して、環構造を形成してもよい。この環構造には、芳香族及び非芳香族の炭化水素環並びに複素環が含まれる。これら環構造は、更に組み合わされて、縮合環を形成していてもよい。 Two adjacent ones of R 1 to R 13 may be bonded to each other to form a ring structure. This ring structure includes aromatic and non-aromatic hydrocarbon rings and heterocycles. These ring structures may be further combined to form a condensed ring.

一般式(ZI−1B)において、好ましくは、R1〜R13のうち少なくとも1つがアルコール性水酸基を含んだ構造を有しており、更に好ましくは、R9〜R13のうち少なくとも1つがアルコール性水酸基を含んだ構造を有している。 In the general formula (ZI-1B), preferably at least one of R 1 to R 13 has a structure containing an alcoholic hydroxyl group, and more preferably at least one of R 9 to R 13 is an alcohol. It has a structure containing a functional hydroxyl group.

Xは、上述したように、単結合又は2価の連結基を表している。この2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミド基、エーテル基、チオエーテル基、アミノ基、ジスルフィド基、アシル基、アルキルスルホニル基、−CH=CH−、アミノカルボニルアミノ基及びアミノスルホニルアミノ基が挙げられる。   X represents a single bond or a divalent linking group as described above. Examples of the divalent linking group include an alkylene group, an arylene group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a carbonyloxy group, a carbonylamino group, a sulfonylamide group, an ether group, a thioether group, an amino group, a disulfide group, an acyl group, Examples thereof include an alkylsulfonyl group, -CH = CH-, an aminocarbonylamino group, and an aminosulfonylamino group.

この2価の連結基は、置換基を有していてもよい。これらの置換基としては、例えば、先にR1〜R13について列挙したのと同様のものが挙げられる。 This divalent linking group may have a substituent. As these substituents, for example, those similar to those listed above for R 1 to R 13 can be mentioned.

Xは、好ましくは、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミノ基、−CH=CH−、アミノカルボニルアミノ基及びアミノスルホニルアミノ基等の電子求引性を持たない結合又は基である。Zは、更に好ましくは、単結合、エーテル基又はチオエーテル基であり、特に好ましくは、単結合である。   X is preferably a single bond, an alkylene group, an arylene group, an ether group, a thioether group, an amino group, a bond having no electron withdrawing property such as —CH═CH—, an aminocarbonylamino group, and an aminosulfonylamino group, or It is a group. Z is more preferably a single bond, an ether group or a thioether group, and particularly preferably a single bond.

次に、カチオン(ZI−2)について説明する。   Next, the cation (ZI-2) will be described.

カチオン(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合のカチオンである。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。 The cation (ZI-2) is a cation when R 201 to R 203 in the formula (ZI) each independently represents an organic group not containing an aromatic ring. Here, the aromatic ring includes an aromatic ring containing a hetero atom.

201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、炭素数が例えば1〜30であり、好ましくは1〜20である。 The organic group having no aromatic ring as R 201 to R 203 is a 1 to 30 carbon atoms for example, preferably 1 to 20.

201〜R203は、各々独立に、アルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、ビニル基であることが好ましい。更に好ましくは、直鎖、分岐鎖若しくは環状の2−オキソアルキル基又はアルコキシカルボニルメチル基であり、特に好ましくは、直鎖又は分岐鎖の2−オキソアルキル基である。 R 201 to R 203 are preferably each independently an alkyl group, a 2-oxoalkyl group, an alkoxycarbonylmethyl group, an allyl group, or a vinyl group. A linear, branched or cyclic 2-oxoalkyl group or an alkoxycarbonylmethyl group is more preferable, and a linear or branched 2-oxoalkyl group is particularly preferable.

201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐鎖及び環状の何れであってもよく、好ましい例としては、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基)及び炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基又はノルボニル基)が挙げられる。 The alkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched chain and may be any of circular, preferred examples are straight chain or branched chain alkyl group (e.g., methyl group having 1 to 10 carbon atoms, An ethyl group, a propyl group, a butyl group or a pentyl group) and a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms (a cyclopentyl group, a cyclohexyl group or a norbornyl group).

201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐鎖及び環状の何れであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基が挙げられる。 The 2-oxoalkyl group as R 201 to R 203 may be linear, branched or cyclic, and preferably includes a group having> C═O at the 2-position of the above alkyl group. .

201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基の好ましい例としては、炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)が挙げられる。 Preferred examples of the alkoxy group in the alkoxycarbonylmethyl group as R 201 to R 203 is an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, pentoxy group).

201〜R203は、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基及び/又はニトロ基によって更に置換されていてもよい。 R 201 to R 203 may be further substituted with, for example, a halogen atom, an alkoxy group (eg, having 1 to 5 carbon atoms), a hydroxyl group, a cyano group, and / or a nitro group.

201〜R203のうち2つが互いに結合して、環構造を形成していてもよい。この環構造は、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合及び/又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、例えば、アルキレン基(例えば、ブチレン基又はペンチレン基)が挙げられる。 Two of R 201 to R 203 is bonded to each other, they may form a ring structure. This ring structure may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond and / or a carbonyl group in the ring. The two of the group formed by bonding of the R 201 to R 203, for example, an alkylene group (e.g., butylene or pentylene group).

次いで、カチオン(ZI−3)について説明する。
カチオン(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)により表されるカチオンであり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有するカチオンである。

Figure 0005401371
Next, the cation (ZI-3) will be described.
The cation (ZI-3) is a cation represented by the following general formula (ZI-3), and is a cation having a phenacylsulfonium salt structure.
Figure 0005401371

式中、R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、フェニルチオ基、又はハロゲン原子を表す。アルキル基及びアルコキシ基の炭素数は、1〜6が好ましく、シクロアルキル機の炭素数は、5〜12が好ましい。 In the formula, R 1c to R 5c each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a phenylthio group, or a halogen atom. As for carbon number of an alkyl group and an alkoxy group, 1-6 are preferable, and, as for carbon number of a cycloalkyl machine, 5-12 are preferable.

6c及びR7cは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアリール基を表す。アルキル基の炭素数は、1〜6が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができる。
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。これら原子団の炭素数は、1〜6が好ましい。
R 6c and R 7c represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an aryl group. As for carbon number of an alkyl group, 1-6 are preferable. The aryl group preferably has 5 to 15 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
R x and R y each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a 2-oxoalkyl group, a 2-oxocycloalkyl group, an alkoxycarbonylalkyl group, an allyl group, or a vinyl group. As for carbon number of these atomic groups, 1-6 are preferable.

1c〜R7cの何れか2つ以上が互いに結合して、環構造を形成していてもよい。また、RxとRyとが結合して、環構造を形成していてもよい。これらの環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合及び/又はアミド結合を含んでいてもよい。
また、特に、R6cとR7cとが結合して環を形成する場合に、R6cとR7cとが結合して形成する基としては、炭素数2〜10のアルキレン基が好ましい。
Any two or more of R 1c to R 7c may be bonded to each other to form a ring structure. Further, R x and R y may be bonded to form a ring structure. These ring structures may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond and / or an amide bond.
In particular, when R 6c and R 7c are combined to form a ring, the group formed by combining R 6c and R 7c is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms.

カチオン(ZI−3)の具体例としては、特開2004−233661号公報の段落0046及び0047、又は、特開2003−35948号公報の段落0040〜0046に例示されている化合物に記載されているカチオンが挙げられる。   Specific examples of the cation (ZI-3) are described in the compounds exemplified in paragraphs 0046 and 0047 of JP-A No. 2004-233661 or paragraphs 0040 to 0046 of JP-A No. 2003-35948. And cations.

次に、一般式(ZII)について説明する。
一般式(ZII)中、R204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。これらアリール基、アルキル基及びシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
204及びR205としてのアリール基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−1)におけるR201〜R203について列挙したのと同様の基が挙げられる。
204及びR205としてのアルキル基及びシクロアルキル基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−2)におけるR201〜R203について列挙した直鎖、分岐鎖又はシクロアルキル基が挙げられる。
本発明に係る化合物(A)の具体例としては、以下のものが挙げられる。

Figure 0005401371
Next, general formula (ZII) will be described.
In formula (ZII), R 204 and R 205 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group. These aryl group, alkyl group and cycloalkyl group may have a substituent.
Preferable examples of the aryl group as R 204 and R 205 include the same groups as those enumerated above for R 201 to R 203 in the compound (ZI-1).
Preferable examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R 204 and R 205 include the straight chain, branched chain, or cycloalkyl group listed above for R 201 to R 203 in compound (ZI-2).
Specific examples of the compound (A) according to the present invention include the following.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

化合物(A)は、単独で使用しても、複数を組み合わせて使用してもよい。
化合物(A)の含有率は、本発明の組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.1〜40質量%であり、より好ましくは0.3〜30質量%、更に好ましくは0.5〜20質量%である。
Compound (A) may be used alone or in combination of two or more.
The content of the compound (A) is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.3 to 30% by mass, and still more preferably 0. 0% by mass based on the total solid content of the composition of the present invention. 5 to 20% by mass.

〔2〕光酸発生剤(B)
光酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物である。ここで「光酸発生剤」には、上掲の化合物(A)は含まれず、また、化合物(A)以外の、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する塩基性化合物も含まれない。
[2] Photoacid generator (B)
The photoacid generator is a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Here, the “photoacid generator” does not include the above-mentioned compound (A), and does not include a basic compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation other than the compound (A).

光酸発生剤としては、例えば、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、マイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物、及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。これらの例としては、スルホニウム塩及びヨードニウム塩等のオニウム塩、並びに、ビス(アルキルスルホニルジアゾメタン)等のジアゾジスルホン化合物が挙げられる。
光酸発生剤の好ましい例としては、下記一般式(ZX)、(ZXI)及び(ZXII)により表される化合物が挙げられる。

Figure 0005401371
Examples of the photoacid generator include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, an actinic ray or radiation used for a microresist, etc. Known compounds that generate an acid upon irradiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used. Examples of these include onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts, and diazodisulfone compounds such as bis (alkylsulfonyldiazomethane).
Preferable examples of the photoacid generator include compounds represented by the following general formulas (ZX), (ZXI) and (ZXII).
Figure 0005401371

上記一般式(ZX)中、R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、例えば1〜30であり、好ましくは1〜20である。
201〜R203のうち2つは、単結合又は連結基を介して互いに結合して、環構造を形成してもよい。この場合の連結基としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、メチレン基及びエチレン基が挙げられる。R201〜R203のうちの2つが結合して形成する基としては、例えば、ブチレン基及びペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。
In the general formula (ZX), R 201 , R 202 and R 203 each independently represents an organic group. The carbon number of the organic group as R 201, R 202 and R 203 is, for example, 1 to 30, preferably 1 to 20.
Two of R 201 to R 203 may be bonded to each other via a single bond or a linking group to form a ring structure. Examples of the linking group in this case include an ether bond, a thioether bond, an ester bond, an amide bond, a carbonyl group, a methylene group, and an ethylene group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include alkylene groups such as a butylene group and a pentylene group.

201、R202及びR203の具体例としては、上述したカチオン(ZI−1)、(ZI−2)又は(ZI−3)における対応する基が挙げられる。 Specific examples of R 201 , R 202 and R 203 include the corresponding groups in the cation (ZI-1), (ZI-2) or (ZI-3) described above.

は、非求核性アニオンを表す。Xとしては、例えば、スルホン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF 、PF 及びSbF が挙げられる。Xは、好ましくは、炭素原子を含んだ有機アニオンである。好ましい有機アニオンとしては、例えば、下記AN1〜AN3に示す有機アニオンが挙げられる。

Figure 0005401371
X represents a non-nucleophilic anion. Examples of X include a sulfonate anion, a bis (alkylsulfonyl) amide anion, a tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 —, and SbF 6 . X is preferably an organic anion containing a carbon atom. As a preferable organic anion, the organic anion shown to following AN1-AN3 is mentioned, for example.
Figure 0005401371

式AN1〜AN3中、Rc〜Rcは、各々独立に、有機基を表す。この有機基としては、例えば、炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは、アルキル基、アリール基、又はこれらの複数が連結基を介して連結された基である。なお、この連結基としては、例えば、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO3−及び−SO2N(Rd1)−が挙げられる。ここで、Rd1は水素原子又はアルキル基を表し、結合しているアルキル基又はアリール基と環構造を形成してもよい。 In the formula AN1~AN3, Rc 1 ~Rc 3 independently represents an organic group. Examples of the organic group include those having 1 to 30 carbon atoms, preferably an alkyl group, an aryl group, or a group in which a plurality of these groups are linked through a linking group. Examples of this linking group include a single bond, —O—, —CO 2 —, —S—, —SO 3 —, and —SO 2 N (Rd 1 ) —. Here, Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and may form a ring structure with a bonded alkyl group or aryl group.

Rc〜Rcの有機基は、1位がフッ素原子又はフルオロアルキル基で置換されたアルキル基、又は、フッ素原子若しくはフルオロアルキル基で置換されたフェニル基であってもよい。フッ素原子又はフルオロアルキル基を含有させることにより、光照射によって発生する酸の酸性度を上昇させることが可能となる。これにより、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の感度を向上させることができる。なお、Rc〜Rcは、他のアルキル基及びアリール基等と結合して、環構造を形成していてもよい。 The organic group of Rc 1 to Rc 3 may be an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By containing a fluorine atom or a fluoroalkyl group, it becomes possible to increase the acidity of the acid generated by light irradiation. Thereby, the sensitivity of the actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition can be improved. Rc 1 to Rc 3 may be bonded to other alkyl groups and aryl groups to form a ring structure.

また、好ましいX-として、下記一般式(SA1)又は(SA2)により表されるスルホン酸アニオンが挙げられる。

Figure 0005401371
Further, as preferred X , a sulfonate anion represented by the following general formula (SA1) or (SA2) can be mentioned.
Figure 0005401371

式(SA1)中、
Arは、アリール基を表し、−(D−B)基以外の置換基を更に有していてもよい。
nは、1以上の整数を表す。nは、好ましくは1〜4であり、より好ましくは2〜3であり、最も好ましくは3である。
Dは、単結合又は2価の連結基を表す。この2価の連結基は、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、スルホキシド基、スルホン基、スルホン酸エステル基又はエステル基である。
Bは、炭化水素基を表す。

Figure 0005401371
In formula (SA1),
Ar represents an aryl group and may further have a substituent other than a-(D-B) group.
n represents an integer of 1 or more. n is preferably 1 to 4, more preferably 2 to 3, and most preferably 3.
D represents a single bond or a divalent linking group. The divalent linking group is an ether group, a thioether group, a carbonyl group, a sulfoxide group, a sulfone group, a sulfonic acid ester group, or an ester group.
B represents a hydrocarbon group.
Figure 0005401371

式(SA2)中、
Xfは、各々独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
In formula (SA2),
Xf each independently represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

及びRは、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基を表し、複数存在する場合のR及びRの各々は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Lは、単結合又は2価の連結基を表し、複数存在する場合のLは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Eは、環状構造を有する基を表す。
xは1〜20の整数を表し、yは0〜10の整数を表し、zは0〜10の整数を表す。
R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group and represents a group in which at least one hydrogen atom is selected from alkyl group substituted with a fluorine atom, R 1 in the case where there are multiple And each of R 2 may be the same as or different from each other.
L represents a single bond or a divalent linking group, and when there are a plurality of L, they may be the same as or different from each other.
E represents a group having a cyclic structure.
x represents an integer of 1 to 20, y represents an integer of 0 to 10, and z represents an integer of 0 to 10.

まず、式(SA1)により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式(SA1)中、Arは、好ましくは、炭素数6〜30の芳香族環である。具体的には、Arは、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセタフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環又はフェナジン環である。中でも、ラフネス改良と高感度化との両立の観点から、ベンゼン環、ナフタレン環又はアントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
First, the sulfonate anion represented by the formula (SA1) will be described in detail.
In formula (SA1), Ar is preferably an aromatic ring having 6 to 30 carbon atoms. Specifically, Ar represents, for example, a benzene ring, naphthalene ring, pentalene ring, indene ring, azulene ring, heptalene ring, indecene ring, perylene ring, pentacene ring, acetaphthalene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, naphthacene ring, chrysene Ring, triphenylene ring, fluorene ring, biphenyl ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring Benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, Antoren ring, a chromene ring, a xanthene ring, a phenoxathiin ring, a phenothiazine ring or a phenazine ring. Of these, a benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring is preferable, and a benzene ring is more preferable, from the viewpoint of achieving both roughness improvement and high sensitivity.

Arが−(D−B)基以外の置換基を更に有している場合、この置換基としては、例えば、以下のものが挙げられる。即ち、この置換基として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基及びtert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基及びp−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メチルチオキシ基、エチルチオキシ基及びtert−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基;フェニルチオキシ基及びp−トリルチオキシ基等のアリールチオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基及びフェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;アセトキシ基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、ドデシル基及び2―エチルヘキシル基等の直鎖アルキル基;分岐鎖アルキル基;ビニル基、プロペニル基及びヘキセニル基等のアルケニル基;アセチレン基;プロピニル基及びヘキシニル基等のアルキニル基;フェニル基及びトリル基等のアリール基;ヒドロキシ基;カルボキシ基;並びにスルホン酸基が挙げられる。中でも、ラフネス改良の観点から、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が好ましい。   When Ar further has a substituent other than a-(D-B) group, examples of this substituent include the following. That is, as this substituent, halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and tert-butoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group and p-tolyloxy group Alkylthioxy groups such as methylthioxy, ethylthioxy and tert-butylthioxy groups; arylthioxy groups such as phenylthioxy and p-tolylthioxy groups; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl, butoxycarbonyl and phenoxycarbonyl Acetoxy group; straight chain alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, heptyl group, hexyl group, dodecyl group and 2-ethylhexyl group; branched chain alkyl group; vinyl group, propenyl group and hexenyl group An alkenyl group of Styrene group; hydroxy group; a carboxy group; an aryl group such as a phenyl group and tolyl group; an alkynyl group such as propynyl group and hexynyl group and a sulfonic acid group. Of these, straight chain alkyl groups and branched chain alkyl groups are preferred from the viewpoint of improving roughness.

式(SA1)中、Dは、好ましくは、単結合であるか、又は、エーテル基若しくはエステル基である。より好ましくは、Dは、単結合である。   In formula (SA1), D is preferably a single bond, or an ether group or an ester group. More preferably, D is a single bond.

式(SA1)中、Bは、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はシクロアルキル基である。Bは、好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基である。Bとしてのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。   In formula (SA1), B is, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, or a cycloalkyl group. B is preferably an alkyl group or a cycloalkyl group. The alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group or cycloalkyl group as B may have a substituent.

Bとしてのアルキル基は、好ましくは、分岐鎖アルキル基である。この分岐鎖アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、イソヘキシル基、3,3−ジメチルペンチル基及び2−エチルヘキシル基が挙げられる。   The alkyl group as B is preferably a branched alkyl group. Examples of the branched chain alkyl group include isopropyl group, tert-butyl group, tert-pentyl group, neopentyl group, sec-butyl group, isobutyl group, isohexyl group, 3,3-dimethylpentyl group and 2-ethylhexyl group. Can be mentioned.

Bとしてのシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。単環のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びシクロオクチル基が挙げられる。多環のシクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基及びピネニル基が挙げられる。   The cycloalkyl group as B may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Examples of the monocyclic cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic cycloalkyl group include adamantyl group, norbornyl group, bornyl group, camphenyl group, decahydronaphthyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, camphoroyl group, dicyclohexyl group and pinenyl group. Can be mentioned.

Bとしてのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はシクロアルキル基が置換基を有している場合、この置換基としては、例えば、以下のものが挙げられる。即ち、この置換基として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基及びtert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基及びp−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メチルチオキシ基、エチルチオキシ基及びtert−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基;フェニルチオキシ基及びp−トリルチオキシ基等のアリールチオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基及びフェノキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;アセトキシ基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基及びドデシル基等の直鎖アルキル基;2―エチルヘキシル基等の分岐鎖アルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、プロペニル基及びヘキセニル基等のアルケニル基;アセチレン基;プロピニル基及びヘキシニル基等のアルキニル基;フェニル基及びトリル基等のアリール基;ヒドロキシ基;カルボキシ基;スルホン酸基;並びにカルボニル基が挙げられる。中でも、ラフネス改良と高感度化との両立の観点から、直鎖アルキル基及び分岐鎖アルキル基が好ましい。   When the alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group or cycloalkyl group as B has a substituent, examples of the substituent include the following. That is, as this substituent, halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom; alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group and tert-butoxy group; aryloxy groups such as phenoxy group and p-tolyloxy group Alkylthioxy groups such as methylthioxy, ethylthioxy and tert-butylthioxy groups; arylthioxy groups such as phenylthioxy and p-tolylthioxy groups; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl, butoxycarbonyl and phenoxycarbonyl Acetoxy group; straight chain alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, heptyl group, hexyl group and dodecyl group; branched chain alkyl group such as 2-ethylhexyl group; cycloalkyl group such as cyclohexyl group; Vinyl group, propeni Alkenyl groups such as and hexenyl; include and carbonyl group; acetylene group; hydroxy group; a carboxy group; a sulfonic acid group an aryl group such as a phenyl group and tolyl group; an alkynyl group such as propynyl group and hexynyl group. Among these, a straight chain alkyl group and a branched chain alkyl group are preferable from the viewpoint of achieving both improved roughness and high sensitivity.

次に、式(SA2)により表されるスルホン酸アニオンについて、詳しく説明する。
式(SA2)中、Xfは、フッ素原子であるか、又は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基である。このアルキル基としては、炭素数が1〜10のものが好ましく、炭素数が1〜4のものがより好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基は、パーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Next, the sulfonate anion represented by the formula (SA2) will be described in detail.
In formula (SA2), Xf represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom has been substituted with a fluorine atom. As this alkyl group, a C1-C10 thing is preferable and a C1-C4 thing is more preferable. The alkyl group substituted with a fluorine atom is preferably a perfluoroalkyl group.

Xfは、好ましくは、フッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。具体的には、Xfは、好ましくは、フッ素原子、CF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH又はCHCHである。中でも、フッ素原子又はCFが好ましく、フッ素原子が最も好ましい。 Xf is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specifically, Xf is preferably a fluorine atom, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17, CH 2 CF 3, CH 2 CH 2 CF 3, CH 2 C 2 F 5, CH 2 CH 2 C 2 F 5, CH 2 C 3 F 7, CH 2 CH 2 C 3 F 7, CH 2 C 4 F 9 or CH 2 CH 2 C 4 F 9 . Among these, a fluorine atom or CF 3 is preferable, and a fluorine atom is most preferable.

式(SA2)中、R及びRの各々は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、及び、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基から選ばれる基である。フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜4のものが好ましい。また、フッ素原子で置換されたアルキル基としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が特に好ましい。具体的には、CF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH及びCHCHが挙げられ、中でもCFが好ましい。 In formula (SA2), each of R 1 and R 2 is a group selected from a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group, and an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. The alkyl group which may be substituted with a fluorine atom is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Moreover, as an alkyl group substituted by the fluorine atom, a C1-C4 perfluoroalkyl group is especially preferable. Specifically, CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 4 F 9 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , CH 2 CF 3 , CH 2 CH 2 CF 3, CH 2 C 2 F 5, CH 2 CH 2 C 2 F 5, CH 2 C 3 F 7, CH 2 CH 2 C 3 F 7, CH 2 C 4 F 9 and CH 2 CH 2 C 4 F 9 is mentioned, and among them, CF 3 is preferable.

式(SA2)中、xは1〜8が好ましく、1〜4がより好ましい。yは0〜4が好ましく、0がより好ましい。zは0〜8が好ましく、0〜4がより好ましい。   In the formula (SA2), x is preferably 1 to 8, and more preferably 1 to 4. y is preferably 0 to 4, and more preferably 0. z is preferably from 0 to 8, and more preferably from 0 to 4.

式(SA2)中、Lは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、アルキレン基、シクロアルキレン基及びアルケニレン基が挙げられる。中でも、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−SO−が好ましく、−COO−、−OCO−又は−SO−がより好ましい。 In formula (SA2), L represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, an alkylene group, a cycloalkylene group, and an alkenylene group. It is done. Among these, —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO— or —SO 2 — is preferable, and —COO—, —OCO— or —SO 2 — is more preferable.

式(SA2)中、Eは、環状構造を有する基を表す。環状構造を有する基としては、例えば、環状脂肪族基、アリール基及び複素環状構造を有する基等が挙げられる。   In formula (SA2), E represents a group having a cyclic structure. Examples of the group having a cyclic structure include a cyclic aliphatic group, an aryl group, and a group having a heterocyclic structure.

Eとしての環状脂肪族基は、単環構造を有していてもよく、多環構造を有していてもよい。単環構造を有した環状脂肪族基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基及びシクロオクチル基等の単環のシクロアルキル基が好ましい。多環構造を有した環状脂肪族基としては、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。特には、Eとして6員環以上のかさ高い構造を有する環状脂肪族基を採用した場合、PEB(露光後加熱)工程での膜中拡散性が抑制され、解像力及びEL(露光ラチチュード)を更に向上させることが可能となる。   The cycloaliphatic group as E may have a monocyclic structure or a polycyclic structure. As the cyclic aliphatic group having a monocyclic structure, monocyclic cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group are preferable. The cycloaliphatic group having a polycyclic structure is preferably a polycyclic cycloalkyl group such as a norbornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group or an adamantyl group. In particular, when a cycloaliphatic group having a bulky structure of 6-membered ring or more is adopted as E, diffusibility in the film in the PEB (post-exposure heating) step is suppressed, and the resolution and EL (exposure latitude) are further improved. It becomes possible to improve.

Eとしてのアリール基は、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、又はアントリル基である。
Eとしての複素環状構造を有する基は、芳香族性を有していてもよく、芳香族性を有していなくてもよい。この基に含まれているヘテロ原子としては、窒素原子又は酸素原子が好ましい。複素環構造の具体例としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環等が挙げられる。中でも、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピペリジン環及びモルホリン環が好ましい。
The aryl group as E is, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, or an anthryl group.
The group having a heterocyclic structure as E may have aromaticity or may not have aromaticity. The heteroatom contained in this group is preferably a nitrogen atom or an oxygen atom. Specific examples of the heterocyclic structure include a furan ring, a thiophene ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a pyridine ring, a piperidine ring, and a morpholine ring. Among these, a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a piperidine ring, and a morpholine ring are preferable.

Eは、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(直鎖、分岐鎖及び環状の何れであってもよく、炭素数1〜12が好ましい)、アリール基(炭素数6〜14が好ましい)、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレイド基、チオエーテル基、スルホンアミド基及びスルホン酸エステル基が挙げられる。   E may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably 1 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 14 carbon atoms), a hydroxy group, Examples include an alkoxy group, an ester group, an amide group, a urethane group, a ureido group, a thioether group, a sulfonamide group, and a sulfonic acid ester group.

光酸発生剤としては、一般式(ZX)により表される構造を複数有する化合物を使用してもよい。例えば、一般式(ZX)により表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZX)により表されるもう1つの化合物のR201〜R203の少なくとも1つと結合した構造を有する化合物であってもよい。
更に好ましい(ZX)成分のカチオン構造として、上述した一般式(ZI−1)〜(ZI−3)を挙げることができる。
As the photoacid generator, a compound having a plurality of structures represented by the general formula (ZX) may be used. For example, the general formula at least one of R 201 to R 203 of a compound represented by (ZX), at least one coupling structure of R 201 to R 203 of another compound represented by the general formula (ZX) It may be a compound.
More preferable examples of the cation structure of the (ZX) component include the general formulas (ZI-1) to (ZI-3) described above.

以下、一般式(ZXI)及び(ZXII)について説明する。
一般式(ZXI)及び(ZXII)中、R204〜R207は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。これらアリール基、アルキル基及びシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
Hereinafter, general formulas (ZXI) and (ZXII) will be described.
In the general formula (ZXI) and (ZXII), R 204 ~R 207 each independently represents an aryl group, an alkyl group or a cycloalkyl group. These aryl group, alkyl group and cycloalkyl group may have a substituent.

204〜R207としてのアリール基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−1)におけるR201〜R203について列挙したのと同様の基が挙げられる。
204〜R207としてのアルキル基及びシクロアルキル基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−2)におけるR201〜R203について列挙した直鎖、分岐鎖又はシクロアルキル基が挙げられる。
Preferable examples of the aryl group as R 204 to R 207 include the same groups as those enumerated above for R 201 to R 203 in the compound (ZI-1).
Preferable examples of the alkyl group and cycloalkyl group as R 204 to R 207 include the straight chain, branched chain, or cycloalkyl group listed above for R 201 to R 203 in compound (ZI-2).

なお、一般式(ZXI)におけるXは、一般式(ZX)におけるXと同義である。
光酸発生剤の他の好ましい例として、下記一般式(ZIV)、(ZV)又は(ZVI)により表される化合物が挙げられる。

Figure 0005401371
Incidentally, X in the general formula (ZXI) - is, X in the general formula (ZX) - is synonymous.
Other preferred examples of the photoacid generator include compounds represented by the following general formula (ZIV), (ZV) or (ZVI).
Figure 0005401371

一般式(ZIV)〜(ZVI)中、
Ar3及びAr4は、各々独立に、置換又は無置換のアリール基を表す。
208は、一般式(ZV)と(ZVI)とで各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表している。これらアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。
これら基は、フッ素原子により置換されていることが好ましい。こうすると、光酸発生剤が発生する酸の強度を高めることが可能となる。
In general formulas (ZIV) to (ZVI),
Ar 3 and Ar 4 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group.
R 208 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group independently in the general formulas (ZV) and (ZVI). These alkyl group, cycloalkyl group and aryl group may be substituted or unsubstituted.
These groups are preferably substituted with a fluorine atom. If it carries out like this, it will become possible to raise the intensity | strength of the acid which a photo-acid generator generate | occur | produces.

209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は電子吸引性基を表す。これらアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及び電子吸引性基は、置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。
好ましいR209としては、置換又は無置換のアリール基が挙げられる。
好ましいR210としては、電子吸引性基が挙げられる。この電子吸引性基としては、好ましくは、シアノ基及びフルオロアルキル基が挙げられる。
R 209 and R 210 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an electron-withdrawing group. These alkyl group, cycloalkyl group, aryl group and electron-withdrawing group may be substituted or unsubstituted.
Preferable R 209 includes a substituted or unsubstituted aryl group.
Preferable R 210 includes an electron withdrawing group. As this electron attractive group, Preferably, a cyano group and a fluoroalkyl group are mentioned.

Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。これらアルキレン基、アルケニレン基及びアリーレン基は、置換基を有していてもよい。   A represents an alkylene group, an alkenylene group or an arylene group. These alkylene group, alkenylene group and arylene group may have a substituent.

なお、光酸発生剤として、一般式(ZVI)により表される構造を複数有する化合物も好ましい。このような化合物としては、例えば、一般式(ZVI)により表される化合物のR209又はR210と、一般式(ZVI)により表されるもう一つの化合物のR209又はR210とが互いに結合した構造を有する化合物が挙げられる。 A compound having a plurality of structures represented by the general formula (ZVI) is also preferable as the photoacid generator. Such compounds, for example, binding to R 209 or R 210 of the compound represented by the general formula (ZVI), and the R 209 or R 210 of another compound represented by the general formula (ZVI) together And a compound having the above structure.

光酸発生剤としては、一般式(ZX)〜(ZXII)により表される化合物がより好ましく、一般式(ZX)により表される化合物が更に好ましく、一般式(ZX)により表される化合物のカチオン構造が一般式(ZI−1)〜(ZI−3)で表されるものが特に好ましい。
以下に、光酸発生剤の具体例を示す。

Figure 0005401371
As a photo-acid generator, the compound represented by general formula (ZX)-(ZXII) is more preferable, the compound represented by general formula (ZX) is still more preferable, and the compound represented by general formula (ZX) What a cation structure is represented with general formula (ZI-1)-(ZI-3) is especially preferable.
Below, the specific example of a photo-acid generator is shown.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

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Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

なお、光酸発生剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。   In addition, a photo-acid generator may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. When two or more types are used in combination, it is preferable to combine two types of compounds that generate two types of organic acids that differ in the total number of atoms excluding hydrogen atoms by two or more.

また、光酸発生剤の含有率は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.1〜40質量%であり、より好ましくは0.5〜30質量%であり、更に好ましくは1〜20質量%である。   The content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and still more preferably 1 on the basis of the total solid content of the composition. ˜20 mass%.

〔3〕酸分解性樹脂
酸分解性樹脂は、典型的には、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基(以下、酸分解性基ともいう)を備えている。この樹脂は、酸分解性基を、樹脂の主鎖及び側鎖の一方に備えていてもよく、これらの両方に備えていてもよい。この樹脂は、酸分解性基を、側鎖に備えていることが好ましい。
[3] Acid-decomposable resin The acid-decomposable resin typically includes a group (hereinafter also referred to as an acid-decomposable group) that is decomposed by the action of an acid to generate an alkali-soluble group. This resin may have an acid-decomposable group in one of the main chain and side chain of the resin, or in both of them. This resin preferably has an acid-decomposable group in the side chain.

酸分解性基としては、−COOH基及び−OH基等のアルカリ可溶性基の水素原子を、酸の作用により脱離する基で置換した基が好ましい。酸の作用により脱離する基としては、アセタール基又は3級エステル基が特に好ましい。   As the acid-decomposable group, a group in which a hydrogen atom of an alkali-soluble group such as a —COOH group and a —OH group is substituted with a group capable of leaving by the action of an acid is preferable. As the group capable of leaving by the action of an acid, an acetal group or a tertiary ester group is particularly preferable.

これら酸分解性基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、例えば、側鎖に−OH又は−COOH基を有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。このようなアルカリ可溶性樹脂の例としては、後述するものが挙げられる。   Examples of the base resin in the case where these acid-decomposable groups are bonded as side chains include alkali-soluble resins having —OH or —COOH groups in the side chains. Examples of such alkali-soluble resins include those described later.

これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して、17nm/秒以上が好ましい。この速度は、特に好ましくは、33nm/秒以上である。   The alkali dissolution rate of these alkali-soluble resins is preferably 17 nm / second or more as measured with 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). This speed is particularly preferably 33 nm / second or more.

このような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂としては、o−、m−及びp−ポリ(ヒドロキシスチレン)並びにこれらの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲン又はアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部O−アルキル化物又はO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体及び水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を含んだ樹脂;並びに、(メタ)アクリル酸及びノルボルネンカルボン酸等のカルボキシ基を有する繰り返し単位を含んだ樹脂が挙げられる。   From this point of view, particularly preferable alkali-soluble resins include o-, m- and p-poly (hydroxystyrene) and copolymers thereof, hydrogenated poly (hydroxystyrene), halogen or alkyl-substituted poly (hydroxystyrene). ), Partially O-alkylated or O-acylated product of poly (hydroxystyrene), styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, and hydrogenated novolac resin. And a resin containing a repeating unit having a carboxy group such as (meth) acrylic acid and norbornenecarboxylic acid.

好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位としては、例えば、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、1−アルコキシエトキシスチレン及び(メタ)アクリル酸3級アルキルエステルが挙げられる。この繰り返し単位としては、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又はジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートがより好ましい。   Examples of the preferred repeating unit having an acid-decomposable group include t-butoxycarbonyloxystyrene, 1-alkoxyethoxystyrene, and (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester. As this repeating unit, 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate or dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate is more preferable.

酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂は、欧州特許254853号明細書、特開平2−25850号公報、同3−223860号公報及び同4−251259号公報等に開示されているように、例えば、樹脂に酸の作用により脱離する基の前駆体を反応させるか、又は、酸の作用により脱離する基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合させることにより得られる。   Resins that are decomposed by the action of an acid and have increased solubility in an alkaline developer are disclosed in European Patent 254853, JP-A-2-25850, JP-A-3-223860, JP-A-4-251259, and the like. As disclosed, for example, a resin is reacted with a precursor of a group capable of leaving by the action of an acid, or an alkali-soluble resin monomer having a group capable of leaving by the action of an acid is combined with various monomers. It is obtained by polymerizing.

本発明の組成物に、KrFエキシマレーザー光、電子線、X線又は波長50nm以下の高エネルギー光線(例えば、EUV)を照射する場合には、この樹脂は、ヒドロキシスチレン繰り返し単位を有することが好ましい。更に好ましくは、この樹脂は、ヒドロキシスチレンと酸の作用により脱離する基で保護されたヒドロキシスチレンとの共重合体、又は、ヒドロキシスチレンと(メタ)アクリル酸3級アルキルエステルとの共重合体である。   In the case where the composition of the present invention is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray or high energy light having a wavelength of 50 nm or less (for example, EUV), this resin preferably has a hydroxystyrene repeating unit. . More preferably, the resin is a copolymer of hydroxystyrene and hydroxystyrene protected with a group capable of leaving by the action of an acid, or a copolymer of hydroxystyrene and a (meth) acrylic acid tertiary alkyl ester. It is.

このような樹脂としては、具体的には、下記一般式(A)により表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。

Figure 0005401371
Specific examples of such a resin include a resin having a repeating unit represented by the following general formula (A).
Figure 0005401371

式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、例えば、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Arは、例えば、芳香環基を表す。なお、R03がアルキレン基であり、芳香環基としてのArと結合することにより、−C−C−鎖と共に、環を形成していてもよい。また、R03とArとがアルキレン基であり、両者が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に、例えば5員又は6員環を形成していてもよい。 In the formula, R 01 , R 02 and R 03 each independently represent, for example, a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. Ar 1 represents an aromatic ring group, for example. Note that R 03 is an alkylene group, and may combine with the Ar 1 as an aromatic ring group to form a ring together with the —C—C— chain. R 03 and Ar 1 are alkylene groups, and they may be bonded to each other to form, for example, a 5-membered or 6-membered ring together with the —C—C— chain.

n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
nは、1〜4の整数を表し、1〜2が好ましく、1がより好ましい。
n Y's each independently represent a hydrogen atom or a group capable of leaving by the action of an acid. However, at least one of Y represents a group capable of leaving by the action of an acid.
n represents an integer of 1 to 4, preferably 1 to 2, and more preferably 1.

01〜R03としてのアルキル基は、例えば、炭素数20以下のアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基又はドデシル基である。より好ましくは、これらアルキル基は、炭素数8以下のアルキル基である。なお、これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。 The alkyl group as R 01 to R 03 is, for example, an alkyl group having 20 or less carbon atoms, and preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a hexyl group. , 2-ethylhexyl group, octyl group or dodecyl group. More preferably, these alkyl groups are alkyl groups having 8 or less carbon atoms. In addition, these alkyl groups may have a substituent.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R01〜R03におけるア
ルキル基と同様のものが好ましい。
The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is preferably the same as the alkyl group in R 01 to R 03 described above.

シクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、これらシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。   The cycloalkyl group may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Preferably, a C3-C8 monocyclic cycloalkyl group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, is mentioned. In addition, these cycloalkyl groups may have a substituent.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is more preferable.

03がアルキレン基を表す場合、このアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基等の炭素数1〜8のものが挙げられる。 When R 03 represents an alkylene group, the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group and an octylene group.

Arとしての芳香環基は、炭素数6〜14のものが好ましく、例えば、ベンゼン環、トルエン環及びナフタレン環が挙げられる。なお、これら芳香環基は、置換基を有していてもよい。 The aromatic ring group as Ar 1 preferably has 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a benzene ring, a toluene ring and a naphthalene ring. In addition, these aromatic ring groups may have a substituent.

酸の作用により脱離する基Yとしては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)、−C(R01)(R02)(OR39)、−C(R01)(R02)−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)及び−CH(R36)(Ar)により表される基が挙げられる。 Examples of the group Y leaving by the action of an acid include —C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ), —C (═O) —O—C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ). ), -C (R 01 ) (R 02 ) (OR 39 ), -C (R 01 ) (R 02 ) -C (= O) -O-C (R 36 ) (R 37 ) (R 38 ) and And a group represented by —CH (R 36 ) (Ar).

式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
Arは、アリール基を表す。
In the formula, R 36 to R 39 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring structure.
R 01 and R 02 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an alkenyl group.
Ar represents an aryl group.

36〜R39、R01又はR02としてのアルキル基は、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、へキシル基及びオクチル基が挙げられる。 The alkyl group as R 36 to R 39 , R 01 or R 02 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl. Groups, hexyl groups and octyl groups.

36〜R39、R01又はR02としてのシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。単環のシクロアルキル基としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基及びシクロオクチルが挙げられる。多環のシクロアルキル基としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基及びアンドロスタニル基が挙げられる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。 The cycloalkyl group as R 36 to R 39 , R 01 or R 02 may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. The monocyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. The polycyclic cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, such as an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, camphanyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tricyclodecanyl group, A tetracyclododecyl group and an androstanyl group are mentioned. A part of carbon atoms in the cycloalkyl group may be substituted with a hetero atom such as an oxygen atom.

36〜R39、R01、R02又はArとしてのアリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。 The aryl group as R 36 to R 39 , R 01 , R 02 or Ar is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.

36〜R39、R01又はR02としてのアラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基であることが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基及びナフチルメチル基が好ましい。 The aralkyl group as R 36 to R 39 , R 01 or R 02 is preferably an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and for example, a benzyl group, a phenethyl group and a naphthylmethyl group are preferable.

36〜R39、R01又はR02としてのアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基であることが好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基及びシクロへキセニル基が挙げられる。 The alkenyl group as R 36 to R 39 , R 01 or R 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.

36とR37とが互いに結合して形成し得る環は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造及びシクロオクタン構造が挙げられる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造及びテトラシクロドデカン構造が挙げられる。なお、環構造中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。 The ring formed by combining R 36 and R 37 with each other may be monocyclic or polycyclic. The monocyclic type is preferably a cycloalkane structure having 3 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclooctane structure. As the polycyclic type, a cycloalkane structure having 6 to 20 carbon atoms is preferable, and examples thereof include an adamantane structure, a norbornane structure, a dicyclopentane structure, a tricyclodecane structure, and a tetracyclododecane structure. Note that some of the carbon atoms in the ring structure may be substituted with a heteroatom such as an oxygen atom.

上記各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。   Each of the above groups may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, an acyl group, and an acyloxy group. , Alkoxycarbonyl group, cyano group and nitro group. These substituents preferably have 8 or less carbon atoms.

酸の作用により脱離する基Yとしては、下記一般式(B)により表される構造がより好ましい。

Figure 0005401371
As the group Y leaving by the action of an acid, a structure represented by the following general formula (B) is more preferable.
Figure 0005401371

式中、L及びLは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、シクロアルキル基、環状脂肪族基、芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。なお、これら環状脂肪族基及び芳香環基は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。
なお、Q、M、Lの少なくとも2つが互いに結合して、5員又は6員環を形成していてもよい。
In the formula, L 1 and L 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group or an aralkyl group.
M represents a single bond or a divalent linking group.
Q represents an alkyl group, a cycloalkyl group, a cycloaliphatic group, an aromatic ring group, an amino group, an ammonium group, a mercapto group, a cyano group, or an aldehyde group. In addition, these cycloaliphatic groups and aromatic ring groups may contain a hetero atom.
In addition, at least two of Q, M, and L 1 may be bonded to each other to form a 5-membered or 6-membered ring.

及びLとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。 The alkyl group as L 1 and L 2 is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, and An octyl group is mentioned.

及びLとしてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15のシクロアルキル基であり、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基が挙げられる。 The cycloalkyl group as L 1 and L 2 is, for example, a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, and specific examples include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group.

及びLとしてのアリール基は、例えば炭素数6〜15のアリール基であり、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。 The aryl group as L 1 and L 2 is, for example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and specifically includes a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, and an anthryl group.

及びLとしてのアラルキル基は、例えば炭素数6〜20のアラルキル基であり、具体的には、ベンジル基及びフェネチル基が挙げられる。 The aralkyl group as L 1 and L 2 is, for example, an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, and specific examples include a benzyl group and a phenethyl group.

Mとしての2価の連結基は、例えば、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基又はオクチレン基)、シクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基又はシクロヘキシレン基)、アルケニレン基(例えば、エチレン基、プロペニレン基又はブテニレン基)、アリーレン基(例えば、フェニレン基、トリレン基又はナフチレン基)、−S−、−O−、−CO−、−SO−、−N(R)−、又は、これらの2以上の組み合わせである。ここで、Rは、水素原子又はアルキル基である。Rとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。 The divalent linking group as M is, for example, an alkylene group (for example, methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group or octylene group), cycloalkylene group (for example, cyclopentylene group or cyclohexylene group). ), an alkenylene group (e.g., an ethylene group, a propenylene group or a butenylene group), an arylene group (e.g., phenylene, tolylene or naphthylene group), - S -, - O -, - CO -, - SO 2 -, - N (R 0 ) — or a combination of two or more thereof. Here, R 0 is a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group as R 0 is, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a hexyl group, and an octyl group. Can be mentioned.

Qとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、上述したL及びLとしての各基と同様である。 The alkyl group and cycloalkyl group as Q are the same as the above-described groups as L 1 and L 2 .

Qにより表される環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、上述したL及びLとしてのシクロアルキル基及びアリール基が挙げられる。これらシクロアルキル基及びアリール基は、好ましくは、炭素数3〜15の基である。 Examples of the cycloaliphatic group or aromatic ring group represented by Q include the above-described cycloalkyl groups and aryl groups as L 1 and L 2 . These cycloalkyl group and aryl group are preferably groups having 3 to 15 carbon atoms.

Qにより表されるヘテロ原子を含んだ環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール及びピロリドン等の複素環構造を有した基が挙げられる。但し、炭素とヘテロ原子とで形成される環、又は、ヘテロ原子のみによって形成される環であれば、これらに限定されない。   Examples of the cycloaliphatic group or aromatic ring group containing a hetero atom represented by Q include thiirane, cyclothiolane, thiophene, furan, pyrrole, benzothiophene, benzofuran, benzopyrrole, triazine, imidazole, benzimidazole, triazole, Examples thereof include groups having a heterocyclic structure such as thiadiazole, thiazole, and pyrrolidone. However, the ring is not limited to these as long as it is a ring formed of carbon and a heteroatom, or a ring formed only of a heteroatom.

Q、M及びLの少なくとも2つが互いに結合して形成し得る環構造としては、例えば、これらがプロピレン基又はブチレン基を形成してなる5員又は6員環構造が挙げられる。なお、この5員又は6員環構造は、酸素原子を含有している。 Examples of the ring structure that can be formed by bonding at least two of Q, M, and L 1 to each other include a 5-membered or 6-membered ring structure in which these form a propylene group or a butylene group. This 5-membered or 6-membered ring structure contains an oxygen atom.

一般式(B)におけるL、L、M及びQにより表される各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。 Each group represented by L 1 , L 2 , M and Q in the general formula (B) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, an amide group, a ureido group, a urethane group, a hydroxyl group, a carboxy group, a halogen atom, an alkoxy group, a thioether group, an acyl group, and an acyloxy group. , Alkoxycarbonyl group, cyano group and nitro group. These substituents preferably have 8 or less carbon atoms.

−(M−Q)により表される基としては、炭素数1〜30の基が好ましく、炭素数5〜20の基がより好ましい。特に、アウトガス抑制の観点からは、炭素数が6以上の基が好ましい。   The group represented by-(MQ) is preferably a group having 1 to 30 carbon atoms, and more preferably a group having 5 to 20 carbon atoms. In particular, a group having 6 or more carbon atoms is preferable from the viewpoint of outgas suppression.

他の好ましい樹脂として、下記一般式(X)により表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。

Figure 0005401371
Other preferred resins include resins having a repeating unit represented by the following general formula (X).
Figure 0005401371

一般式(X)中、
Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。 Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、各々独立に、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、Rx1〜Rx3の少なくとも2つが互いに結合して、単環又は多環のシクロアルキル基を形成していてもよい。
In general formula (X),
Xa 1 represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a hydroxymethyl group. T represents a single bond or a divalent linking group.
Rx 1 to Rx 3 are each independently a linear or branched alkyl group, or a cycloalkyl group of monocyclic or polycyclic ring. In addition, at least two of Rx 1 to Rx 3 may be bonded to each other to form a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group.

Tとしての2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、−(COO−Rt)−基、及び−(O−Rt)−基が挙げられる。ここで、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。   Examples of the divalent linking group as T include an alkylene group, a-(COO-Rt)-group, and a-(O-Rt)-group. Here, Rt represents an alkylene group or a cycloalkylene group.

Tは、単結合又は−(COO−Rt)−基であることが好ましい。ここで、Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH2−基又は−(CH23−基がより好ましい。 T is preferably a single bond or a-(COO-Rt)-group. Here, Rt is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a —CH 2 — group or a — (CH 2 ) 3 — group.

Rx1〜Rx3としてのアルキル基は、好ましくは、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、イソブチル基及びt−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基である。 The alkyl group as Rx 1 to Rx 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group and t-butyl group. It is.

Rx1〜Rx3としてのシクロアルキル基は、好ましくは、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基である。 The cycloalkyl group as Rx 1 to Rx 3 is preferably a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group and an adamantyl group. It is a polycyclic cycloalkyl group.

Rx1〜Rx3の少なくとも2つが互いに結合して形成し得るシクロアルキル基としては、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。 Examples of the cycloalkyl group that can be formed by combining at least two of Rx 1 to Rx 3 with each other include a monocyclic cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, or a norbornyl group, a tetracyclodecanyl group, a tetracyclododecane group, and the like. Polycyclic cycloalkyl groups such as nyl group and adamantyl group are preferred.

特には、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが互いに結合して、上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。 In particular, an embodiment in which Rx 1 is a methyl group or an ethyl group, and Rx 2 and Rx 3 are bonded to each other to form the above-described cycloalkyl group is preferable.

一般式(X)により表される繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (X) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005401371

酸分解性樹脂中における一般式(X)により表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し単位に対して、好ましくは3〜90モル%の範囲内であり、より好ましくは5〜80モル%の範囲内であり、特に好ましくは7〜70モル%の範囲内である。   The content of the repeating unit represented by the general formula (X) in the acid-decomposable resin is preferably in the range of 3 to 90 mol%, more preferably 5 to 80 mol%, based on all repeating units. And particularly preferably within the range of 7 to 70 mol%.

また、本発明の組成物に、KrFエキシマレーザー光、電子線、X線又は波長50nm以下の高エネルギー光線(例えば、EUV)を照射する場合には、この樹脂は、一般式(VI)の繰り返し単位を有することが好ましい。一般式(VI)の繰り返し単位は、アルカリ可溶性基を有しているため、樹脂のアルカリ溶解性を補助することができる。また、パターン強度を向上させることができ、更に、本発明の組成物を用いて形成される膜のTg制御の機能を付与することができる。

Figure 0005401371
In addition, when the composition of the present invention is irradiated with KrF excimer laser light, electron beam, X-ray or high energy light beam having a wavelength of 50 nm or less (for example, EUV), this resin is a compound represented by the general formula (VI). It is preferable to have a unit. Since the repeating unit of the general formula (VI) has an alkali-soluble group, it can assist the alkali solubility of the resin. Further, the pattern strength can be improved, and further, a function of controlling the Tg of a film formed using the composition of the present invention can be imparted.
Figure 0005401371

式中、
01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
Ar1は、芳香環基を表す。
または、R03がアルキレン基を表し、芳香環基としてのAr1と結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。もしくは、R03とAr1とがアルキレン基を表し、双方が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。
Where
R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group.
Ar 1 represents an aromatic ring group.
Alternatively, R 03 represents an alkylene group, and may be bonded to Ar 1 as an aromatic ring group to form a ring together with the —C—C— chain. Alternatively, R 03 and Ar 1 may represent an alkylene group, and both may be bonded to each other to form a ring together with the —C—C— chain.

nは、1〜4の整数を表す。nは、1〜2が好ましく、1がより好ましい。   n represents an integer of 1 to 4. n is preferably 1 to 2, and more preferably 1.

01〜R03としてのアルキル基は、例えば、炭素数20以下のアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基又はドデシル基である。より好ましくは、これらアルキル基は、炭素数8以下のアルキル基である。なお、これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。 The alkyl group as R 01 to R 03 is, for example, an alkyl group having 20 or less carbon atoms, and preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a hexyl group. , 2-ethylhexyl group, octyl group or dodecyl group. More preferably, these alkyl groups are alkyl groups having 8 or less carbon atoms. In addition, these alkyl groups may have a substituent.

アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R01〜R03におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
シクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、これらシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
The alkyl group contained in the alkoxycarbonyl group is preferably the same as the alkyl group in R 01 to R 03 described above.
The cycloalkyl group may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Preferably, a C3-C8 monocyclic cycloalkyl group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, is mentioned. In addition, these cycloalkyl groups may have a substituent.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
03がアルキレン基を表す場合、このアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基等の炭素数1〜8のものが挙げられる。
Arとしての芳香環基は、炭素数6〜14のものが好ましく、例えば、ベンゼン環、トルエン環及びナフタレン環が挙げられる。なお、これら芳香環基は、置換基を有していてもよい。
一般式(VI)により表される繰り返し単位の具体例を以下に示す。ただし、これらに限定されるものではない。

Figure 0005401371
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is more preferable.
When R 03 represents an alkylene group, the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group and an octylene group.
The aromatic ring group as Ar 1 preferably has 6 to 14 carbon atoms, and examples thereof include a benzene ring, a toluene ring and a naphthalene ring. In addition, these aromatic ring groups may have a substituent.
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (VI) are shown below. However, it is not limited to these.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

酸分解性樹脂中における一般式(VI)により表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位に対して、好ましくは20〜90モル%の範囲内であり、より好ましくは30〜80モル%の範囲内である。   The content of the repeating unit represented by the general formula (VI) in the acid-decomposable resin is preferably in the range of 20 to 90 mol%, more preferably 30 to 80 mol%, based on all repeating units. Is within the range.

以上において説明した樹脂の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。

Figure 0005401371
Although the specific example of resin demonstrated above is shown below, this invention is not limited to these.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

上記具体例において、tBuは、t−ブチル基を表す。
酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基の数(B)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)とにより、式B/(B+S)によって計算される。この含有率は、好ましくは0.01〜0.7であり、より好ましくは0.05〜0.50であり、更に好ましくは0.05〜0.40である。
In the above specific example, tBu represents a t-butyl group.
The content of the group capable of decomposing with an acid is determined by the formula B according to the number of groups (B) capable of decomposing with an acid in the resin and the number of alkali-soluble groups not protected by a group capable of leaving with an acid (S). / (B + S). This content is preferably 0.01 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.50, and still more preferably 0.05 to 0.40.

本発明の組成物にArFエキシマレーザー光を照射する場合には、この樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有していることが好ましい。なお、以下では、このような樹脂を「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」と呼ぶ。   When the composition of the present invention is irradiated with ArF excimer laser light, the resin preferably has a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure. Hereinafter, such a resin is referred to as “alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin”.

この脂環炭化水素系酸分解性樹脂としては、下記一般式(pI)〜(pV)により表される脂環式炭化水素を含んだ部分構造を有する繰り返し単位、及び、下記一般式(II-AB)により表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種を含んだ樹脂が好ましい。

Figure 0005401371
Examples of the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin include a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the following general formulas (pI) to (pV), and the following general formula (II- A resin containing at least one selected from the group consisting of repeating units represented by AB) is preferred.
Figure 0005401371

一般式(pI)〜(pV)中、
11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、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子と共にシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R15及びR16の何れかは、シクロアルキル基を表す。
In general formulas (pI) to (pV),
R 11 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group or a sec-butyl group, and Z is an atom necessary for forming a cycloalkyl group together with a carbon atom. Represents a group.
R 12 to R 16 each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group. However, at least one of R 12 to R 14 represents a cycloalkyl group. Moreover, any of R 15 and R 16 represents a cycloalkyl group.

17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R19及びR21の何れかは、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。なお、R23とR24とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。

Figure 0005401371
R 17 to R 21 each independently represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 17 to R 21 represents a cycloalkyl group. Further, any one of R 19 and R 21 represents a linear or branched alkyl group or cycloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
R 22 to R 25 each independently represent a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group. However, at least one of R 22 to R 25 represents a cycloalkyl group. R 23 and R 24 may be bonded to each other to form a ring structure.
Figure 0005401371

一般式(II-AB)中、
11’及びR12’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z’は、結合した2つの炭素原子(C−C)と共に脂環式構造を形成するために必要な原子団を表す。
In general formula (II-AB),
R 11 ′ and R 12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group.
Z ′ represents an atomic group necessary for forming an alicyclic structure with two bonded carbon atoms (C—C).

また、上記一般式(II-AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。

Figure 0005401371
The general formula (II-AB) is more preferably the following general formula (II-AB1) or general formula (II-AB2).
Figure 0005401371

一般式(II−AB1)及び(II−AB2)中、
13’〜R16’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、−COOH、−COOR、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A'−R17’、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。ここで、Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO−又は−NHSONH−を表す。A'は、単結合又は2価の連結基を表す。R17’は、−COOH、−COOR、−CN、ヒドロキシ基、アルコキシ基、−CO−NH−R、−CO−NH−SO−R又はラクトン構造を有する基を表す。ここで、Rは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。なお、R13’〜R16’のうち少なくとも2つが互いに結合して、環構造を形成してもよい。
nは、0又は1を表す。
In general formulas (II-AB1) and (II-AB2),
R 13 ′ to R 16 ′ each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a hydroxy group, —COOH, —COOR 5 , a group that decomposes by the action of an acid, —C (═O) —XA '-R 17 ' represents an alkyl group or a cycloalkyl group. Here, R 5 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or a group having a lactone structure. X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - or an -NHSO 2 NH-. A ′ represents a single bond or a divalent linking group. R 17 ′ represents —COOH, —COOR 5 , —CN, a hydroxy group, an alkoxy group, —CO—NH—R 6 , —CO—NH—SO 2 —R 6 or a group having a lactone structure. Here, R 6 represents an alkyl group or a cycloalkyl group. In addition, at least two of R 13 ′ to R 16 ′ may be bonded to each other to form a ring structure.
n represents 0 or 1.

一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基は、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。 In general formulas (pI) to (pV), the alkyl group in R 12 to R 25 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group. , N-butyl group, sec-butyl group and t-butyl group.

12〜R25におけるシクロアルキル基、又は、Zと炭素原子とが形成するシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ及びテトラシクロ構造を有する基が挙げられる。その炭素数は6〜30が好ましく、7〜25が特に好ましい。 The cycloalkyl group in R 12 to R 25 or the cycloalkyl group formed by Z and a carbon atom may be a monocyclic cycloalkyl group or a polycyclic cycloalkyl group. Specific examples include groups having a monocyclo, bicyclo, tricyclo, and tetracyclo structure having 5 or more carbon atoms. 6-30 are preferable and, as for the carbon number, 7-25 are especially preferable.

好ましいシクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基及びシクロドデカニル基が挙げられる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基及びトリシクロデカニル基が挙げられる。   Preferred cycloalkyl groups include, for example, adamantyl group, noradamantyl group, decalin residue, tricyclodecanyl group, tetracyclododecanyl group, norbornyl group, cedrol group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group. Group, cyclodecanyl group and cyclododecanyl group. More preferably, an adamantyl group, a norbornyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, a tetracyclododecanyl group, and a tricyclodecanyl group are exemplified.

これらアルキル基及びシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシ基及びアルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。これら置換基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン原子及びアルコキシ基が挙げられる。   These alkyl groups and cycloalkyl groups may have a substituent. As this substituent, an alkyl group (C1-C4), a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group (C1-C4), a carboxy group, and an alkoxycarbonyl group (C2-C6) are mentioned, for example. . These substituents may have further substituents. As this further substituent, a hydroxy group, a halogen atom, and an alkoxy group are mentioned, for example.

一般式(pI)〜(pV)により表される構造は、アルカリ可溶性基の保護に用いることができる。このアルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。   The structures represented by the general formulas (pI) to (pV) can be used for protecting alkali-soluble groups. Examples of the alkali-soluble group include various groups known in this technical field.

具体的には、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基及びチオール基等の水素原子が一般式(pI)〜(pV)により表される構造によって置換された構造が挙げられる。好ましくは、カルボン酸基又はスルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)により表される構造で置換された構造である。   Specifically, for example, a structure in which a hydrogen atom such as a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phenol group, and a thiol group is substituted with a structure represented by general formulas (pI) to (pV) can be given. A structure in which a hydrogen atom of a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is substituted with a structure represented by general formulas (pI) to (pV) is preferable.

一般式(pI)〜(pV)により表される構造によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)により表される繰り返し単位が好ましい。

Figure 0005401371
As the repeating unit having an alkali-soluble group protected by the structure represented by the general formulas (pI) to (pV), a repeating unit represented by the following general formula (pA) is preferable.
Figure 0005401371

一般式(pA)中、
Rは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基を表す。複数のRの各々は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、ウレア基、及びこれらの2以上の組み合わせからなる群より選択され、好ましくは単結合である。
Rpは、上記一般式(pI)〜(pV)の何れかにより表される基である。
In general formula (pA),
R represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Each of the plurality of Rs may be the same as or different from each other.
A is selected from the group consisting of a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, a urea group, and combinations of two or more thereof, preferably It is a single bond.
Rp 1 is a group represented by any one of the general formulas (pI) to (pV).

一般式(pA)により表される繰り返し単位は、最も好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又はジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。   The repeating unit represented by the general formula (pA) is most preferably a repeating unit of 2-alkyl-2-adamantyl (meth) acrylate or dialkyl (1-adamantyl) methyl (meth) acrylate.

以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (pA) are shown below.
Figure 0005401371

上記各構造式において、Rxは、H、CH、CF又はCHOHを表し、Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表す。 In the above structural formulas, Rx is H, represent CH 3, CF 3 or CH 2 OH, Rxa and Rxb each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

一般式(II−AB)におけるR11’又はR12’としてのハロゲン原子は、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子又はヨウ素原子である。 The halogen atom as R 11 ′ or R 12 ′ in the general formula (II-AB) is, for example, a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom or an iodine atom.

11’又はR12’としてのアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、並びに、直鎖若しくは分岐のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基及びヘプチル基が挙げられる。 The alkyl group as R 11 ′ or R 12 ′ is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. For example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and a linear group Or a branched butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a heptyl group are mentioned.

上記Z’により表される原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を、樹脂中に形成する原子団である。この原子団としては、有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成するものが好ましい。   The atomic group represented by Z ′ is an atomic group that forms a repeating unit of an alicyclic hydrocarbon which may have a substituent in the resin. As this atomic group, those forming a repeating unit of a bridged alicyclic hydrocarbon are preferable.

形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pVI)におけるR12〜R25のシクロアルキル基と同様のものが挙げられる。 Examples of the skeleton of the alicyclic hydrocarbon formed include the same cycloalkyl groups as R 12 to R 25 in the general formulas (pI) to (pVI).

上記脂環式炭化水素の骨格は、置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)におけるR13’〜R16’が挙げられる。 The alicyclic hydrocarbon skeleton may have a substituent. Examples of such a substituent include R 13 ′ to R 16 ′ in the above general formulas (II-AB1) and (II-AB2).

脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、酸の作用により分解する基は、上記一般式(pI)〜一般式(pV)により表される脂環式炭化水素を含んだ部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II-AB)により表される繰り返し単位、及び、後述する共重合成分の繰り返し単位のうちの少なくとも1つに含有させることができる。   In the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin, the group capable of decomposing by the action of an acid is a repeating unit having a partial structure containing an alicyclic hydrocarbon represented by the general formula (pI) to the general formula (pV). , At least one of the repeating unit represented by the general formula (II-AB) and the repeating unit of the copolymer component described later.

上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)におけるR13’〜R16’の各置換基は、上記一般式(II−AB)における脂環式構造又は有橋式脂環式構造を形成するための原子団Z’の置換基ともなり得る。 Each substituent of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formulas (II-AB1) and (II-AB2) is an alicyclic structure or a bridged alicyclic structure in the general formula (II-AB). It can also be a substituent of the atomic group Z ′ to form.

上記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)により表される繰り返し単位として、下記具体例を挙げるが、本発明は、これらの例に限定されない。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (II-AB1) or (II-AB2) are shown below, but the present invention is not limited to these examples.
Figure 0005401371

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を含んだ繰り返し単位を有することが好ましい。このラクトン基は、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、特には、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造又はスピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably has a repeating unit containing a lactone group. This lactone group is preferably a group having a 5- to 7-membered ring lactone structure, and in particular, other ring structures are condensed to form a bicyclo structure or a spiro structure in the 5- to 7-membered ring lactone structure. Is preferred.

この脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、より好ましくは、下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかにより表されるラクトン構造を含んだ基を有する繰り返し単位を含んでいる。なお、ラクトン構造を有する基は、主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)及び(LC1−17)が挙げられる。特定のラクトン構造を用いることにより、ラインエッジラフネス及び現像欠陥を更に減少させ得る。

Figure 0005401371
This alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin more preferably contains a repeating unit having a group containing a lactone structure represented by any of the following general formulas (LC1-1) to (LC1-17). Yes. The group having a lactone structure may be directly bonded to the main chain. Preferred lactone structures include (LC1-1), (LC1-4), (LC1-5), (LC1-6), (LC1-13), (LC1-14) and (LC1-17). . By using specific lactone structures, line edge roughness and development defects can be further reduced.
Figure 0005401371

ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していてもよく、有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、例えば、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基及び酸分解性基が挙げられる。 The lactone structure portion may or may not have a substituent (Rb 2 ). Preferred substituents (Rb 2 ) include, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms, Examples include a carboxy group, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, and an acid-decomposable group.

は、0〜4の整数を表す。nが2以上の整数である場合、複数存在するRbは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。また、この場合、複数存在するRb2同士が互いに結合して、環構造を形成してもよい。 n 2 represents an integer of 0-4. When n 2 is an integer of 2 or more, a plurality of Rb 2 may be the same or different from each other. In this case, a plurality of Rb2s may be bonded to each other to form a ring structure.

一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかにより表されるラクトン構造を含んだ基を有する繰り返し単位としては、例えば、上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)中のR13’〜R16’のうちの少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−17)により表される基を有するもの、及び、下記一般式(AI)により表される繰り返し単位が挙げられる。なお、前者の例としては、−COORのRが一般式(LC1−1)〜(LC1−17)により表される基である構造が挙げられる。

Figure 0005401371
Examples of the repeating unit having a group containing a lactone structure represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17) include those in the general formulas (II-AB1) and (II-AB2). Wherein at least one of R 13 ′ to R 16 ′ has a group represented by general formulas (LC1-1) to (LC1-17), and a repeating unit represented by the following general formula (AI) Is mentioned. Examples of the former include structures in which R 5 of —COOR 5 is a group represented by general formulas (LC1-1) to (LC1-17).
Figure 0005401371

一般式(AI)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
Rbとしてのアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基又はt−ブチル基である。これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基及びハロゲン原子が挙げられる。
In general formula (AI), Rb 0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
The alkyl group as Rb 0 is, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group. These alkyl groups may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group and a halogen atom.

Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Rbは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
Examples of the halogen atom for Rb 0 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Rb 0 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

Abは、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシ基、又はこれらの組み合わせを表す。Abは、好ましくは、単結合又は−Ab−CO−により表される連結基である。
Abは、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基又はノルボルニレン基である。
Ab represents an alkylene group, a divalent linking group having a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon structure, a single bond, an ether group, an ester group, a carbonyl group, a carboxy group, or a combination thereof. Ab is preferably a single bond or a linking group represented by —Ab 1 —CO 2 —.
Ab 1 is a linear or branched alkylene group or a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a cyclohexylene group, an adamantylene group or a norbornylene group.

Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかにより表される基である。   V is a group represented by any one of the general formulas (LC1-1) to (LC1-17).

なお、ラクトン構造を有する繰り返し単位には、通常、光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度が90%ee以上のものが好ましく、95%ee以上のものがより好ましい。   The repeating unit having a lactone structure usually has an optical isomer, but any optical isomer may be used. One optical isomer may be used alone, or a plurality of optical isomers may be mixed and used. When one kind of optical isomer is mainly used, the optical purity thereof is preferably 90% ee or more, more preferably 95% ee or more.

特に好ましいラクトン基を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン基を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。式中、Rx及びRは、H、CH3、CH2OH又はCF3を表す。

Figure 0005401371
Particularly preferred repeating units having a lactone group include the following repeating units. By selecting an optimal lactone group, the pattern profile and the density dependency are improved. In the formula, Rx and R represent H, CH 3 , CH 2 OH or CF 3 .
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を含んだ繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより、基板密着性及び現像液親和性を向上させ得る。この極性基としては、ヒドロキシ基又はシアノ基が好ましい。なお、極性基としてのヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基を形成する。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably has a repeating unit containing an alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group. Thereby, substrate adhesiveness and developer affinity can be improved. As this polar group, a hydroxy group or a cyano group is preferable. In addition, the hydroxy group as a polar group forms an alcoholic hydroxy group.

極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、例えば、下記一般式(VIIa)又は(VIIb)により表される構造が挙げられる。

Figure 0005401371
Examples of the alicyclic hydrocarbon structure substituted with a polar group include structures represented by the following general formula (VIIa) or (VIIb).
Figure 0005401371

一般式(VIIa)中、Rc〜Rcは、各々独立に、水素原子、ヒドロキシ基又はシアノ基を表す。但し、Rc〜Rcのうちの少なくとも1つは、ヒドロキシ基又はシアノ基を表す。好ましくは、Rc〜Rcのうちの1つ又は2つがヒドロキシ基であり、残りが水素原子である。更に好ましくは、Rc〜Rcのうちの2つがヒドロキシ基であり、残りの1つが水素原子である。 In General Formula (VIIa), R 2 c to R 4 c each independently represents a hydrogen atom, a hydroxy group, or a cyano group. However, at least one of R 2 c to R 4 c represents a hydroxy group or a cyano group. Preferably, a one or two hydroxy groups of the R 2 c to R 4 c, and the remainder is a hydrogen atom. More preferably, a two are hydroxyl groups of R 2 c to R 4 c, the remaining one is a hydrogen atom.

一般式(VIIa)により表される基は、好ましくはジヒドロキシ体又はモノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。   The group represented by the general formula (VIIa) is preferably a dihydroxy body or a monohydroxy body, and more preferably a dihydroxy body.

一般式(VIIa)又は(VIIb)により表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13’〜R16’のうちの少なくとも1つが上記一般式(VIIa)又は(VIIb)により表される基を有するもの、及び、下記一般式(AIIa)又は(AIIb)により表される繰り返し単位が挙げられる。前者の例としては、−COORのRが一般式(VIIa)又は(VIIb)により表される基である構造が挙げられる。

Figure 0005401371
The repeating unit having a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb) includes at least one of R 13 ′ to R 16 ′ in the general formula (II-AB1) or (II-AB2). Examples thereof include those having a group represented by the above general formula (VIIa) or (VIIb) and repeating units represented by the following general formula (AIIa) or (AIIb). Examples of the former include structures in which R 5 of —COOR 5 is a group represented by the general formula (VIIa) or (VIIb).
Figure 0005401371

一般式(AIIa)、(AIIb)中、
cは、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
c〜Rcは、一般式(VIIa)におけるRc〜Rcと同義である。
In general formulas (AIIa) and (AIIb),
R 1 c represents a hydrogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group, or a hydroxymethyl group.
R 2 c to R 4 c have the same meanings as R 2 c to R 4 c in the general formula (VIIa).

一般式(AIIa)又は(AIIb)により表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (AIIa) or (AIIb) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005401371

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、下記一般式(VIII)により表される繰り返し単位を有してもよい。

Figure 0005401371
The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin may have a repeating unit represented by the following general formula (VIII).
Figure 0005401371

一般式(VIII)中、Zは、−O−又は−N(R41)−を表す。R41は、水素原子、ヒドロキシ基、アルキル基又は−OSO−R42を表す。ここでR42は、アルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。R41又はR42としてのアルキル基は、ハロゲン原子等により置換されていてもよい。この場合、ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。 In General Formula (VIII), Z 2 represents —O— or —N (R 41 ) —. R 41 represents a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, or —OSO 2 —R 42 . Wherein R 42 represents an alkyl group, a cycloalkyl group or a camphor residue. The alkyl group as R 41 or R 42 may be substituted with a halogen atom or the like. In this case, the halogen atom is preferably a fluorine atom.

一般式(VIII)により表される繰り返し単位として、以下の具体例が挙げられるが、本発明は、これらに限定されない。

Figure 0005401371
Examples of the repeating unit represented by the general formula (VIII) include the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005401371

脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、アルカリ可溶性基を含んだ繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシ基を含んだ繰り返し単位を有することがより好ましい。これにより、コンタクトホール用途での解像度を向上させ得る。   The alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin preferably has a repeating unit containing an alkali-soluble group, and more preferably has a repeating unit containing a carboxy group. Thereby, the resolution in contact hole use can be improved.

カルボキシ基を含んだ繰り返し単位としては、樹脂の主鎖に直接カルボキシ基が結合している繰り返し単位、及び、連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシ基が結合している繰り返し単位のいずれも好ましい。   As the repeating unit containing a carboxy group, any of a repeating unit in which a carboxy group is directly bonded to the main chain of the resin and a repeating unit in which a carboxy group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. preferable.

前者の例としては、アクリル酸又はメタクリル酸による繰り返し単位が挙げられる。また、後者における連結基は、単環又は多環のシクロアルキル構造を有していてもよい。   As an example of the former, a repeating unit by acrylic acid or methacrylic acid can be mentioned. The linking group in the latter may have a monocyclic or polycyclic cycloalkyl structure.

カルボキシ基を含んだ繰り返し単位としては、アクリル酸又はメタクリル酸による繰り返し単位が最も好ましい。   The repeating unit containing a carboxy group is most preferably a repeating unit of acrylic acid or methacrylic acid.

繰り返し単位(A)を含んだ樹脂は、極性基を有していない脂環炭化水素構造を備え且つ酸分解性を示さない繰り返し単位を更に含んでいてもよい。このような繰り返し単位としては、例えば、下記一般式(IV)により表される繰り返し単位が挙げられる。

Figure 0005401371
The resin containing the repeating unit (A) may further contain a repeating unit which has an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and does not exhibit acid decomposability. Examples of such a repeating unit include a repeating unit represented by the following general formula (IV).
Figure 0005401371

一般式(IV)中、Rは、少なくとも1つの環状構造を備え且つヒドロキシ基及びシアノ基の何れも有していない炭化水素基を表す。
Raは、水素原子、アルキル基、又は−CH−O−Ra2により表される基を表す。ここで、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Raは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。
In general formula (IV), R 5 represents a hydrocarbon group having at least one cyclic structure and having neither a hydroxy group nor a cyano group.
Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a group represented by —CH 2 —O—Ra 2 . Here, Ra2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group. Ra is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

が備えている環状構造としては、例えば、単環式炭化水素基及び多環式炭化水素基が挙げられる。
単環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基及びシクロオクチル基等の炭素数が3〜12のシクロアルキル基、並びに、シクロへキセニル基等の炭素数が3〜12のシクロアルケニル基が挙げられる。好ましい単環式炭化水素基としては、炭素数が3〜7のものが挙げられる。このような単環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。
Examples of the cyclic structure provided in R 5 include a monocyclic hydrocarbon group and a polycyclic hydrocarbon group.
Examples of the monocyclic hydrocarbon group include a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a cyclooctyl group, and 3 carbon atoms such as a cyclohexenyl group. ˜12 cycloalkenyl groups. Preferred monocyclic hydrocarbon groups include those having 3 to 7 carbon atoms. Examples of such monocyclic hydrocarbon groups include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.

多環式炭化水素基には、環集合炭化水素基及び架橋環式炭化水素基が含まれる。
環集合炭化水素基としては、例えば、ビシクロヘキシル基及びパーヒドロナフタレニル基が挙げられる。
The polycyclic hydrocarbon group includes a ring assembly hydrocarbon group and a bridged cyclic hydrocarbon group.
Examples of the ring assembly hydrocarbon group include a bicyclohexyl group and a perhydronaphthalenyl group.

架橋環式炭化水素基としては、例えば、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、及びビシクロオクタン環(例えば、ビシクロ[2.2.2]オクタン環又はビシクロ[3.2.1]オクタン環)等の2環式炭化水素基、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン及びトリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環等のの3環式炭化水素基、並びに、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン及びパーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環等の4環式炭化水素基が挙げられる。 Examples of the bridged cyclic hydrocarbon group include pinane, bornane, norpinane, norbornane, and bicyclooctane ring (for example, bicyclo [2.2.2] octane ring or bicyclo [3.2.1] octane ring). Tricyclic hydrocarbon groups such as bicyclic hydrocarbon groups, homobredan, adamantane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane and tricyclo [4.3.1.1 2,5 ] undecane rings , And tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodecane and tetracyclic hydrocarbon groups such as perhydro-1,4-methano-5,8-methanonaphthalene ring.

架橋環式炭化水素基には、縮合環式炭化水素基も含まれる。この縮合環式炭化水素基としては、例えば、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、及びパーヒドロフェナレン環等の5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合してなる基が挙げられる。   The bridged cyclic hydrocarbon group includes a condensed cyclic hydrocarbon group. Examples of the condensed cyclic hydrocarbon group include 5 to 5 such as perhydronaphthalene (decalin), perhydroanthracene, perhydrophenanthrene, perhydroacenaphthene, perhydrofluorene, perhydroindene, and perhydrophenalene ring. And a group formed by condensing a plurality of 8-membered cycloalkane rings.

好ましい架橋環式炭化水素基としては、例えば、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基及びトリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基が挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素基としては、例えば、ノルボニル基及びアダマンチル基が挙げられる。 Preferred examples of the bridged cyclic hydrocarbon group include a norbornyl group, an adamantyl group, a bicyclooctanyl group, and a tricyclo [5,2,1,0 2,6 ] decanyl group. More preferable examples of the bridged cyclic hydrocarbon group include a norbornyl group and an adamantyl group.

これらの脂環式炭化水素基は、置換基を更に有していてもよい。好ましい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護されたヒドロキシ基、及び保護基で保護されたアミノ基が挙げられる。   These alicyclic hydrocarbon groups may further have a substituent. Preferable substituents include a halogen atom, an alkyl group, a hydroxy group protected with a protective group, and an amino group protected with a protective group.

好ましいハロゲン原子としては、臭素、塩素及びフッ素原子が挙げられる。
好ましいアルキル基としては、メチル、エチル、ブチル及びt−ブチル基が挙げられる。このアルキル基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護されたヒドロキシ基、及び保護基で保護されたアミノ基が挙げられる。
Preferred halogen atoms include bromine, chlorine and fluorine atoms.
Preferred alkyl groups include methyl, ethyl, butyl and t-butyl groups. This alkyl group may further have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, a hydroxy group protected with a protecting group, and an amino group protected with a protecting group.

上記の保護基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アルコキシカルボニル基、及びアラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。好ましいアルキル基としては、炭素数が1〜4のものが挙げられる。好ましい置換メチル基としては、メトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、t−ブトキシメチル及び2−メトキシエトキシメチル基が挙げられる。好ましい置換エチル基としては、1−エトキシエチル及び1−メチル−1−メトキシエチル基が挙げられる。好ましいアシル基としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル及びピバロイル基等の炭素数が1〜6の脂肪族アシル基が挙げられる。好ましいアルコキシカルボニル基としては、炭素数が1〜4のものが挙げられる。   Examples of the protecting group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, a substituted methyl group, a substituted ethyl group, an alkoxycarbonyl group, and an aralkyloxycarbonyl group. Preferred alkyl groups include those having 1 to 4 carbon atoms. Preferred substituted methyl groups include methoxymethyl, methoxythiomethyl, benzyloxymethyl, t-butoxymethyl and 2-methoxyethoxymethyl groups. Preferred substituted ethyl groups include 1-ethoxyethyl and 1-methyl-1-methoxyethyl groups. Preferable acyl groups include aliphatic acyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, valeryl and pivaloyl groups. Preferred alkoxycarbonyl groups include those having 1 to 4 carbon atoms.

以下に、極性基を有していない脂環炭化水素構造を備え且つ酸分解性を示さない繰り返し単位の具体例を挙げる。これら具体例中、Raは、H、CH、CHOH又はCFを表す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure having no polar group and not exhibiting acid decomposability are shown below. In these specific examples, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH or CF 3 .
Figure 0005401371

極性基を有していない脂環炭化水素構造を備え且つ酸分解性を示さない繰り返し単位の含有量は、樹脂中の全繰り返し単位に対して、0〜40モル%であることが好ましく、5〜20モル%であることがより好ましい。   The content of the repeating unit having an alicyclic hydrocarbon structure not having a polar group and not exhibiting acid decomposability is preferably 0 to 40 mol% with respect to all repeating units in the resin. More preferably, it is -20 mol%.

KrF、EB及びEUVなどに好適な樹脂は、先に説明した繰り返し単位以外の繰り返し単位を有していてもよい。このような繰り返し単位としては、例えば、酸の作用に対して安定な繰り返し単位が挙げられる。   Resins suitable for KrF, EB, EUV and the like may have a repeating unit other than the repeating units described above. Examples of such a repeating unit include a repeating unit that is stable against the action of an acid.

酸の作用に対して安定な繰り返し単位としては、例えば、先に説明した一般式(IV)により表される繰り返し単位等の、アクリル構造の側鎖に非酸分解性のアリール構造又はシクロアルキル構造を有する繰り返し単位が挙げられる。なお、一般式(IV)により表される繰り返し単位中、Rは、炭化水素基であり且つその中に環状構造を有することが好ましい。環状構造を有する場合の具体例としては、単環又は多環のシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜12、より好ましくは炭素数3〜7、特に好ましくはシクロヘキシル基)、単環又は多環のシクロアルケニル基(炭素数3〜12が好ましい)、アリール基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜12、特に好ましくはフェニル基又はナフチル基)、及びアラルキル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜12、特に好ましくはベンジル基)が挙げられる。このような構造を有することにより、コントラストの調節及びエッチング耐性の向上などが期待できる。 Examples of the repeating unit stable to the action of an acid include a non-acid-decomposable aryl structure or cycloalkyl structure in the side chain of the acrylic structure, such as the repeating unit represented by the general formula (IV) described above. The repeating unit which has is mentioned. In the repeating unit represented by the general formula (IV), R 5 is preferably a hydrocarbon group and has a cyclic structure therein. Specific examples in the case of having a cyclic structure include a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group (preferably having 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 7 carbon atoms, and particularly preferably a cyclohexyl group), monocyclic or polycyclic A cycloalkenyl group (preferably having 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 20 carbon atoms, more preferably having 6 to 12 carbon atoms, particularly preferably a phenyl group or a naphthyl group), and an aralkyl group (preferably C7-20, more preferably C7-12, and particularly preferably benzyl group). By having such a structure, adjustment of contrast and improvement of etching resistance can be expected.

酸の作用に対して安定な繰り返し単位の含有率は、酸分解性樹脂中の全繰り返し単位に対して、0〜40モル%であることが好ましく、1〜20モル%であることがより好ましい。   The content of the repeating unit that is stable with respect to the action of the acid is preferably 0 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%, based on all repeating units in the acid-decomposable resin. .

酸の作用に対して安定な繰り返し単位の具体例としては、先に挙げた一般式(IV)により表される繰り返し単位の具体例に加えて、以下のものを挙げることができる。式中、Raは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit that is stable against the action of an acid include the following in addition to the specific examples of the repeating unit represented by the general formula (IV). In the formula, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, or CF 3 .
Figure 0005401371

酸分解性樹脂の重量平均分子量は、GPC法によって求めたポリスチレン換算値として、好ましくは、2,000〜200,000の範囲内である。重量平均分子量を2,000以上とすることにより、耐熱性及びドライエッチング耐性を特に向上させ得る。重量平均分子量を200,000以下とすることにより、現像性を特に向上させ得ると共に、組成物の粘度の低下に起因して、その製膜性をも向上させ得る。   The weight average molecular weight of the acid-decomposable resin is preferably in the range of 2,000 to 200,000 as a polystyrene conversion value determined by the GPC method. By setting the weight average molecular weight to 2,000 or more, heat resistance and dry etching resistance can be particularly improved. When the weight average molecular weight is 200,000 or less, the developability can be particularly improved, and the film forming property can also be improved due to the decrease in the viscosity of the composition.

より好ましい分子量は、2,500〜50,000の範囲内であり、更に好ましくは、3,000〜20,000の範囲内である。また、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー線(例えば、EUV)を利用した微細パターン形成では、重量平均分子量を3,000〜10,000の範囲内とすることが最も好ましい。分子量を調整することにより、組成物の耐熱性及び解像力の向上並びに現像欠陥の減少等を同時に達成し得る。   A more preferable molecular weight is in the range of 2,500 to 50,000, and still more preferably in the range of 3,000 to 20,000. Moreover, in the fine pattern formation using an electron beam, X-rays, and a high energy ray (for example, EUV) having a wavelength of 50 nm or less, the weight average molecular weight is most preferably in the range of 3,000 to 10,000. By adjusting the molecular weight, an improvement in the heat resistance and resolution of the composition and a reduction in development defects can be achieved at the same time.

酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜3.0が好ましく、1.2〜2.5がより好ましく、1.2〜1.6が更に好ましい。この分散度を調整することにより、例えば、ラインエッジラフネス性能を向上させ得る。   The resin dispersibility (Mw / Mn) which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer is preferably from 1.0 to 3.0, more preferably from 1.2 to 2.5. 2 to 1.6 is more preferable. By adjusting the degree of dispersion, for example, the line edge roughness performance can be improved.

本発明に係る組成物に占めるこの酸分解性樹脂の配合率は、全固形分中を基準として、0〜99.9質量%が好ましく、50〜95質量%がより好ましく、60〜93質量%がより好ましい。   The blending ratio of the acid-decomposable resin in the composition according to the present invention is preferably 0 to 99.9% by mass, more preferably 50 to 95% by mass, and 60 to 93% by mass based on the total solid content. Is more preferable.

〔4〕アルカリ可溶性樹脂
アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて測定(23℃)して、2nm/秒以上が好ましい。特に好ましくは、この速度は、20nm/秒以上である。
[4] Alkali-soluble resin The alkali dissolution rate of the alkali-soluble resin is preferably 2 nm / second or more as measured with 0.261N tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (23 ° C.). Particularly preferably, this rate is 20 nm / second or more.

アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、水素化ノボラック樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン、水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲン又はアルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−N−置換マレイミド共重合体、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンのヒドロキシ基に対する一部O−アルキル化物(例えば、5〜30モル%のO−メチル化物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O−(1−エトキシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロピラニル化物又はO−(t−ブトキシカルボニル)メチル化物)又はO−アシル化物(例えば、5〜30モル%のO−アセチル化物又はO−(t−ブトキシ)カルボニル化物)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシ基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、並びに、ポリビニルアルコール誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the alkali-soluble resin include novolak resin, hydrogenated novolak resin, acetone-pyrogallol resin, o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene, hydrogenated polyhydroxystyrene, halogen or alkyl-substituted poly. Hydroxystyrene, hydroxystyrene-N-substituted maleimide copolymer, o / p- and m / p-hydroxystyrene copolymer, partially O-alkylated product with respect to hydroxy group of polyhydroxystyrene (for example, 5 to 30 mol%) O-methylated product, O- (1-methoxy) ethylated product, O- (1-ethoxy) ethylated product, O-2-tetrahydropyranylated product or O- (t-butoxycarbonyl) methylated product) or O-acyl (E.g. 5-30 mol% O-acetylated) Or O- (t-butoxy) carbonylated), styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymer, carboxy group-containing methacrylic resin and derivatives thereof, In addition, examples include, but are not limited to, polyvinyl alcohol derivatives.

好ましいアルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレンの一部O−アルキル化又はO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、並びにα−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体が挙げられる。   Preferred alkali-soluble resins include, for example, novolak resins, o-polyhydroxystyrene, m-polyhydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene and copolymers thereof, alkyl-substituted polyhydroxystyrene, and partly O- of polyhydroxystyrene. Examples include alkylated or O-acylated products, styrene-hydroxystyrene copolymers, and α-methylstyrene-hydroxystyrene copolymers.

特には、ヒドロキシスチレン構造を有する樹脂が好ましい。また、ヒドロキシスチレン構造の中でも、m−ヒドロキシスチレン構造が特に好ましい。   In particular, a resin having a hydroxystyrene structure is preferable. Of the hydroxystyrene structures, the m-hydroxystyrene structure is particularly preferable.

上記のノボラック樹脂は、例えば、所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。   The novolak resin can be obtained, for example, by subjecting a predetermined monomer as a main component to addition condensation with aldehydes in the presence of an acidic catalyst.

また、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、2000以上であり、好ましくは5000〜200000であり、より好ましくは5000〜100000である。ここで、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により求めたポリスチレン換算値で定義される。   Moreover, the weight average molecular weight of alkali-soluble resin is 2000 or more, Preferably it is 5000-200000, More preferably, it is 5000-100000. Here, the weight average molecular weight is defined by a polystyrene conversion value obtained by GPC (gel permeation chromatography).

これらアルカリ可溶性樹脂は、1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
アルカリ可溶性樹脂の含有率は、組成物中の全固形分を基準として、例えば40〜97質量%とし、好ましくは60〜90質量%とする。
These alkali-soluble resins may be used alone or in combination of two or more.
The content of the alkali-soluble resin is, for example, 40 to 97% by mass, preferably 60 to 90% by mass, based on the total solid content in the composition.

〔5〕酸架橋剤
酸架橋剤としては、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶な樹脂を架橋する化合物であれば何れも用いることができるが、以下の(1)〜(3)が好ましい。
[5] Acid cross-linking agent Any acid cross-linking agent can be used as long as it is a compound that cross-links a resin soluble in an alkali developer by the action of an acid, but the following (1) to (3) are preferred. .

(1)フェノール誘導体のヒドロキシメチル体、アルコキシメチル体又はアシルオキシメチル体。
(2)N−ヒドロキシメチル基、N−アルコキシメチル基又はN−アシルオキシメチル基を有する化合物。
(3)エポキシ基を有する化合物。
(1) A hydroxymethyl body, an alkoxymethyl body or an acyloxymethyl body of a phenol derivative.
(2) A compound having an N-hydroxymethyl group, an N-alkoxymethyl group or an N-acyloxymethyl group.
(3) A compound having an epoxy group.

ここで、アルコキシメチル基としては、炭素数6以下のものが好ましい。また、アシルオキシメチル基としては、炭素数6以下のものが好ましい。   Here, as an alkoxymethyl group, a C6 or less thing is preferable. Moreover, as an acyloxymethyl group, a C6 or less thing is preferable.

これらの酸架橋剤のうち、特に好ましいものを以下に挙げる。

Figure 0005401371
Among these acid crosslinking agents, particularly preferred are listed below.
Figure 0005401371

式中、L〜Lは、各々独立に、水素原子、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。 In the formula, L 1 to L 8 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxymethyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

酸架橋剤の添加量は、組成物の全固形分を基準として、例えば3〜70質量%とし、好ましくは5〜50質量%とする。   The addition amount of the acid crosslinking agent is, for example, 3 to 70% by mass, preferably 5 to 50% by mass, based on the total solid content of the composition.

〔6〕溶解阻止化合物
溶解阻止化合物としては、220nm以下における透過性を低下させないため、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。このような化合物としては、例えば、Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996) に記載されている酸分解性基を含んだコール酸誘導体が挙げられる。なお、これら脂環式構造及び酸分解性基としては、上記脂環炭化水素系酸分解性樹脂について説明したのと同様のものが挙げられる。
[6] Dissolution-inhibiting compound As the dissolution-inhibiting compound, an alicyclic or aliphatic compound containing an acid-decomposable group is preferable because it does not lower the permeability at 220 nm or less. Examples of such a compound include cholic acid derivatives containing an acid-decomposable group described in Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996). Examples of these alicyclic structures and acid-decomposable groups include those described for the alicyclic hydrocarbon-based acid-decomposable resin.

本発明に係る組成物をKrFエキシマレーザーで露光するか又は電子線で照射する場合には、溶解阻止化合物は、フェノール化合物におけるフェノール性ヒドロキシ基を酸分解基で置換した構造を含んでいることが好ましい。このフェノール化合物としては、フェノール骨格を1〜9個含有するものが好ましく、2〜6個含有するものが更に好ましい。   When the composition according to the present invention is exposed with a KrF excimer laser or irradiated with an electron beam, the dissolution inhibiting compound may contain a structure in which the phenolic hydroxy group in the phenol compound is substituted with an acid-decomposable group. preferable. As this phenol compound, those containing 1 to 9 phenol skeletons are preferred, and those containing 2 to 6 are more preferred.

溶解阻止化合物の分子量は、3000以下であり、300〜3000が好ましく、500〜2500が更に好ましい。
溶解阻止化合物の添加量は、組成物中の全固形分を基準として、好ましくは3〜50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。
以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。

Figure 0005401371
The molecular weight of the dissolution inhibiting compound is 3000 or less, preferably 300 to 3000, and more preferably 500 to 2500.
The addition amount of the dissolution inhibiting compound is preferably 3 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the total solid content in the composition.
Specific examples of the dissolution inhibiting compound are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Figure 0005401371

本発明に係る組成物は、更に、〔A5〕塩基性化合物、〔A6〕フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤、〔A7〕疎水性樹脂、〔A8〕有機溶剤、及び/又は〔A9〕その他の添加剤を更に含んでいてもよい。   The composition according to the present invention further comprises [A5] a basic compound, [A6] a fluorine-based and / or silicon-based surfactant, [A7] a hydrophobic resin, [A8] an organic solvent, and / or [A9]. Other additives may further be included.

〔7〕塩基性化合物
本発明に係る組成物は、露光から加熱までの経時による性能変化を低減するために、塩基性化合物を含有することが好ましい。塩基性化合物は、露光により発生した酸による脱保護反応をクエンチする役割を果たし、その拡散性及び塩基性度等が、酸の実効的な拡散性に影響し得る。
好ましい塩基性化合物として、下記式(A)により表されるアンモニウム塩、及び、式(B)〜(E)により表される構造を有する塩基性の化合物が挙げられる。

Figure 0005401371
[7] Basic Compound The composition according to the present invention preferably contains a basic compound in order to reduce a change in performance over time from exposure to heating. The basic compound plays a role of quenching the deprotection reaction by the acid generated by exposure, and its diffusibility, basicity, etc. can affect the effective diffusibility of the acid.
Preferable basic compounds include ammonium salts represented by the following formula (A) and basic compounds having a structure represented by formulas (B) to (E).
Figure 0005401371

式(A)中、R250、R251及びR252は、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜20)を表す。なお、R250とR251とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。また、これら基は、置換基を有していてもよい。 In the formula (A), R 250 , R 251 and R 252 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms), a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group. (Preferably having 6 to 20 carbon atoms). R 250 and R 251 may be bonded to each other to form a ring structure. Moreover, these groups may have a substituent.

置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20のアミノアルキル基、炭素数3〜20のアミノシクロアルキル基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、又は炭素数3〜20のヒドロキシシクロアルキル基が好ましい。
また、これらはアルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含んでいてもよい。
Examples of the alkyl group and cycloalkyl group having a substituent include an aminoalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aminocycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or 3 to 20 carbon atoms. Of these, a hydroxycycloalkyl group is preferred.
These may contain an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom in the alkyl chain.

式(E)中、R253乃至R256は、各々独立に、アルキル基(好ましくは炭素数1〜6)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜6)を表す。 In formula (E), R 253 to R 256 each independently represents an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms) or a cycloalkyl group (preferably having 3 to 6 carbon atoms).

好ましい化合物としては、グアニジン、アミノピロリジン、ピラゾール、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルホリン、アミノアルキルモルフォリン及びピペリジンが挙げられる。これら化合物は、置換基を有していてもよい。   Preferred compounds include guanidine, aminopyrrolidine, pyrazole, pyrazoline, piperazine, aminomorpholine, aminoalkylmorpholine and piperidine. These compounds may have a substituent.

更に好ましい化合物としては、イミダゾール構造、ジアザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウムカルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造、アニリン構造又はピリジン構造を有する化合物、ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体、並びに、ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体が挙げられる。   More preferable compounds include compounds having an imidazole structure, diazabicyclo structure, onium hydroxide structure, onium carboxylate structure, trialkylamine structure, aniline structure or pyridine structure, alkylamine derivatives having a hydroxy group and / or an ether bond, and , An aniline derivative having a hydroxy group and / or an ether bond.

イミダゾール構造を有する化合物としては、例えば、イミダゾール;2,4,5−トリフェニルイミダゾール;及びベンズイミダゾールが挙げられる。   Examples of the compound having an imidazole structure include imidazole; 2,4,5-triphenylimidazole; and benzimidazole.

ジアザビシクロ構造を有する化合物としては、例えば、1,4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン;1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノナ−5−エン;及び1、8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エンが挙げられる。   Examples of the compound having a diazabicyclo structure include 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane; 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene; and 1,8-diazabicyclo [5. , 4,0] undec-7-ene.

オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルスルホニウムヒドロキシド、及び2−オキソアルキル基を有するスルホニウムヒドロキシドが挙げられる。具体的には、例えば、トリフェニルスルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェニウムヒドロキシド、及び2−オキソプロピルチオフェニウムヒドロキシドが挙げられる。   Examples of the compound having an onium hydroxide structure include triarylsulfonium hydroxide, phenacylsulfonium hydroxide, and sulfonium hydroxide having a 2-oxoalkyl group. Specifically, for example, triphenylsulfonium hydroxide, tris (t-butylphenyl) sulfonium hydroxide, bis (t-butylphenyl) iodonium hydroxide, phenacylthiophenium hydroxide, and 2-oxopropylthiophene. And nium hydroxide.

オニウムカルボキシレート構造を有する化合物は、オニウムヒドロキシド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレートになったものであり、例えば、アセテート、アダマンタン−1−カルボキシレート、及びパーフルオロアルキルカルボキシレートが挙げられる。   The compound having an onium carboxylate structure is a compound in which the anion portion of the compound having an onium hydroxide structure is converted to a carboxylate, and examples thereof include acetate, adamantane-1-carboxylate, and perfluoroalkylcarboxylate.

トリアルキルアミン構造を有する化合物としては、例えば、トリ(n−ブチル)アミン及びトリ(n−オクチル)アミンが挙げられる。   Examples of the compound having a trialkylamine structure include tri (n-butyl) amine and tri (n-octyl) amine.

アニリン化合物としては、例えば、2,6−ジイソプロピルアニリン及びN,N−ジメチルアニリンが挙げられる。   Examples of aniline compounds include 2,6-diisopropylaniline and N, N-dimethylaniline.

ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有するアルキルアミン誘導体としては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びトリス(メトキシエトキシエチル)アミンが挙げられる。   Examples of the alkylamine derivative having a hydroxy group and / or an ether bond include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and tris (methoxyethoxyethyl) amine.

ヒドロキシ基及び/又はエーテル結合を有するアニリン誘導体としては、例えば、N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アニリン等が挙げられる。   Examples of aniline derivatives having a hydroxy group and / or an ether bond include N, N-bis (hydroxyethyl) aniline.

他の塩基性化合物としては、フェノキシ基を有するアミン化合物及びフェノキシ基を有するアンモニウム塩化合物から選ばれる少なくとも1種類の含窒素化合物が挙げられる。   Examples of the other basic compound include at least one nitrogen-containing compound selected from an amine compound having a phenoxy group and an ammonium salt compound having a phenoxy group.

アミン化合物としては、1級、2級又は3級のアミン化合物を使用することができ、少なくとも1つのアルキル基が窒素原子に結合しているアミン化合物が好ましい。アミン化合物は、3級アミン化合物であることがより好ましい。また、アミン化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。   As the amine compound, a primary, secondary or tertiary amine compound can be used, and an amine compound in which at least one alkyl group is bonded to a nitrogen atom is preferable. The amine compound is more preferably a tertiary amine compound. In addition to the alkyl group, the amine compound may be a cycloalkyl group (preferably a carbon number of 3 to 20) or an aryl group, provided that at least one alkyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20) is bonded to the nitrogen atom. A group (preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom.

また、アミン化合物は、アルキル鎖中に酸素原子を含み、1つ以上のオキシアルキレン基を有していることが好ましい。オキシアルキレン基の数は、好ましくは3〜9個であり、さらに好ましくは4〜6個である。このオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基(−CH2CH2O−)又はオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−若しくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、オキシエチレン基が更に好ましい。 The amine compound preferably contains an oxygen atom in the alkyl chain and has one or more oxyalkylene groups. The number of oxyalkylene groups is preferably 3-9, and more preferably 4-6. The oxyalkylene group is preferably an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—). Groups are more preferred.

アンモニウム塩化合物は、少なくとも1つのアルキル基(好ましくは炭素数1〜20)が窒素原子に結合していれば、アルキル基の他に、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)又はアリール基(好ましくは炭素数6〜12)が窒素原子に結合していてもよい。   As long as at least one alkyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) is bonded to a nitrogen atom, the ammonium salt compound has a cycloalkyl group (preferably having 3 to 20 carbon atoms) or an aryl group in addition to the alkyl group. (Preferably having 6 to 12 carbon atoms) may be bonded to a nitrogen atom.

アンモニウム塩化合物は、アルキル鎖中に酸素原子を含み、1つ以上のオキシアルキレン基を有していてもよい。オキシアルキレン基の数は、好ましくは3〜9個であり、さらに好ましくは4〜6個である。このオキシアルキレン基としては、オキシエチレン基(−CH2CH2O−)又はオキシプロピレン基(−CH(CH3)CH2O−若しくは−CH2CH2CH2O−)が好ましく、オキシエチレン基が更に好ましい。 The ammonium salt compound contains an oxygen atom in the alkyl chain and may have one or more oxyalkylene groups. The number of oxyalkylene groups is preferably 3-9, and more preferably 4-6. The oxyalkylene group is preferably an oxyethylene group (—CH 2 CH 2 O—) or an oxypropylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 O— or —CH 2 CH 2 CH 2 O—). Groups are more preferred.

アンモニウム塩化合物のアニオンとしては、ハライド、スルホネート、ボレート、フォスフェート及びハイドロキサイド等が挙げられるが、中でも、ハイドロキサイドが好ましい。
ハライドとしては、クロライド、ブロマイド又はアイオダイドが特に好ましい。
Examples of the anion of the ammonium salt compound include halides, sulfonates, borates, phosphates, hydroxides, and the like. Among these, hydroxides are preferable.
As the halide, chloride, bromide or iodide is particularly preferable.

フェノキシ基を有するアミン化合物は、例えば、フェノキシ基を有する1級又は2級アミンとハロアルキルエーテルとを加熱して反応させ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びテトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル及びロロホルム等の有機溶剤で抽出することにより得られる。また、フェノキシ基を有するアミン化合物は、1級又は2級アミンと、末端にフェノキシ基を有するハロアルキルエーテルとを加熱して反応させ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びテトラアルキルアンモニウム等の強塩基の水溶液を添加した後、酢酸エチル及びクロロホルム等の有機溶剤で抽出することによって得ることもできる。   The amine compound having a phenoxy group is prepared by reacting, for example, a primary or secondary amine having a phenoxy group with a haloalkyl ether, and adding an aqueous solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or tetraalkylammonium. And then extracted with an organic solvent such as ethyl acetate and roloform. In addition, the amine compound having a phenoxy group reacts by heating a primary or secondary amine and a haloalkyl ether having a phenoxy group at the terminal, and a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or tetraalkylammonium. It can also be obtained by adding an aqueous solution and then extracting with an organic solvent such as ethyl acetate and chloroform.

感度、ラフネス及び安定性等の観点から、塩基性化合物としてアンモニウム塩化合物を用いることが特に好ましく、4級のアンモニウム塩化合物のハイドロキサイドを用いることが最も好ましい。   In view of sensitivity, roughness, stability, etc., it is particularly preferable to use an ammonium salt compound as the basic compound, and it is most preferable to use a hydroxide of a quaternary ammonium salt compound.

これらの塩基性化合物は、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。
塩基性化合物の分子量は、250〜1000であることが好ましく、250〜800であることがより好ましく、400〜800であることが特に好ましい。
塩基性化合物の含有量は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは1.0〜8.0質量%であり、より好ましくは1.5〜5.0質量%であり、更に好ましくは2.0〜4.0質量%である。
These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
The molecular weight of the basic compound is preferably 250 to 1000, more preferably 250 to 800, and particularly preferably 400 to 800.
The content of the basic compound is preferably 1.0 to 8.0% by mass, more preferably 1.5 to 5.0% by mass, and still more preferably based on the total solid content of the composition. It is 2.0-4.0 mass%.

〔8〕フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
本発明に係る組成物は、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を更に含有していてもよい。フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤としては、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素原子とケイ素原子との両方を含有する界面活性剤、及びこれらの混合物が挙げられる。
[8] Fluorine-based and / or silicon-based surfactant The composition according to the present invention may further contain a fluorine-based and / or silicon-based surfactant. Examples of the fluorine-based and / or silicon-based surfactant include a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, a surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom, and a mixture thereof.

本発明に係る組成物にフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤を含有させることにより、250nm以下、特には220nm以下の露光光源の使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥の少ないパターンを与えることが可能となる。   By incorporating fluorine and / or silicon surfactant into the composition according to the present invention, when using an exposure light source of 250 nm or less, particularly 220 nm or less, with good sensitivity and resolution, there are few adhesion and development defects. A pattern can be given.

使用できる市販の界面活性剤として、例えば、エフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファッ
クF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、及びトロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤が挙げられる。また、ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)も、シリコン系界面活性剤として用いることができる。
Examples of commercially available surfactants that can be used include F-top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430 and 431 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, F176, F189, R08 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) And fluorine-based surfactants such as silicon-based surfactants. Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.

また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)又はオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を含んだものを用いてもよい。このフルオロ脂肪族化合物は、例えば、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することができる。   In addition to the known surfactants described above, surfactants are derived from fluoroaliphatic compounds produced by the telomerization method (also referred to as the telomer method) or the oligomerization method (also referred to as the oligomer method). A polymer containing a polymer having a fluoroaliphatic group may be used. This fluoroaliphatic compound can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2002-90991.

フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート若しくはメタクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布していても、ブロック共重合していてもよい。   The polymer having a fluoroaliphatic group is preferably a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate or methacrylate and / or (poly (oxyalkylene)) methacrylate. Even if it distributes, block copolymerization may be sufficient.

ポリ(オキシアルキレン)基としては、例えば、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基及びポリ(オキシブチレン)基が挙げられる。また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)及びポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)等の、同じ鎖内に異なる鎖長のアルキレンを有するユニットであってもよい。   Examples of the poly (oxyalkylene) group include a poly (oxyethylene) group, a poly (oxypropylene) group, and a poly (oxybutylene) group. In addition, units having different chain length alkylene in the same chain, such as poly (block connection body of oxyethylene, oxypropylene, and oxyethylene) and poly (block connection body of oxyethylene and oxypropylene) Also good.

さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート若しくはメタクリレートとの共重合体は、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマー及び異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート若しくはメタクリレート等を同時に共重合してなる3元系以上の共重合体であってもよい。   Further, a copolymer of a monomer having a fluoroaliphatic group and (poly (oxyalkylene)) acrylate or methacrylate has a monomer having two or more different fluoroaliphatic groups and two or more different (poly (oxyalkylene). )) It may be a ternary or higher copolymer obtained by copolymerizing acrylate or methacrylate simultaneously.

例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476及びF−472(大日本インキ化学工業(株)製)が挙げられる。さらに、C613基を有するアクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート若しくはメタクリレートとの共重合体、C613基を有するアクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシエチレン))アクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート若しくはメタクリレートとの共重合体、C817基を有するアクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート若しくはメタクリレートとの共重合体、及び、C817基を有するアクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシエチレン))アクリレート若しくはメタクリレートと(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート若しくはメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。 For example, Megafac F178, F-470, F-473, F-475, F-476 and F-472 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) are mentioned as commercially available surfactants. Further, a copolymer of an acrylate or methacrylate having a C 6 F 13 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate or methacrylate, an acrylate or methacrylate having a C 6 F 13 group and (poly (oxyethylene)) acrylate or methacrylate And a copolymer of (poly (oxypropylene)) acrylate or methacrylate, a copolymer of an acrylate or methacrylate having a C 8 F 17 group and (poly (oxyalkylene)) acrylate or methacrylate, and C 8 F 17 And a copolymer of an acrylate or methacrylate having a group and (poly (oxyethylene)) acrylate or methacrylate and (poly (oxypropylene)) acrylate or methacrylate. That.

フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤の使用量は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.0001〜2質量%であり、より好ましくは0.001〜1質量%である。   The amount of fluorine and / or silicon-based surfactant used is preferably 0.0001 to 2 mass%, more preferably 0.001 to 1 mass%, based on the total solid content of the composition.

〔9〕疎水性樹脂
本発明に係る組成物は、上述したように、疎水性樹脂を更に含んでいてもよい。疎水性樹脂を更に含有させると、この組成物を用いて形成した膜の表層に疎水性樹脂が偏在化し、液浸液として水を使用した場合の液浸液に対する膜の後退接触角を向上させることが可能となる。これにより、膜の液浸液追随性を向上させることができる。
[9] Hydrophobic resin The composition according to the present invention may further contain a hydrophobic resin as described above. When the hydrophobic resin is further contained, the hydrophobic resin is unevenly distributed on the surface layer of the film formed using this composition, and the receding contact angle of the film with respect to the immersion liquid is improved when water is used as the immersion liquid. It becomes possible. Thereby, the immersion liquid followability of a film | membrane can be improved.

疎水性樹脂は、典型的には、フッ素原子及び/又はケイ素原子を含んでいる。これらフッ素原子及び/又はケイ素原子は、樹脂の主鎖中に含まれていてもよく、側鎖中に含まれていてもよい。   The hydrophobic resin typically contains fluorine atoms and / or silicon atoms. These fluorine atoms and / or silicon atoms may be contained in the main chain of the resin or may be contained in the side chain.

疎水性樹脂がフッ素原子を含んでいる場合、この樹脂は、フッ素原子を含んだ部分構造として、フッ素原子を含んだアルキル基、フッ素原子を含んだシクロアルキル基、又はフッ素原子を含んだアリール基を備えていることが好ましい。   In the case where the hydrophobic resin contains a fluorine atom, the resin has an alkyl group containing a fluorine atom, a cycloalkyl group containing a fluorine atom, or an aryl group containing a fluorine atom as a partial structure containing a fluorine atom. It is preferable to provide.

フッ素原子を含んだアルキル基は、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又は分岐鎖アルキル基である。このアルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数が1〜4であることがより好ましい。このフッ素原子を含んだアルキル基は、フッ素原子以外の置換基を更に有していてもよい。   The alkyl group containing a fluorine atom is a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The alkyl group containing a fluorine atom may further have a substituent other than the fluorine atom.

フッ素原子を含んだシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環式又は多環式のシクロアルキル基である。このフッ素原子を含んだシクロアルキル基は、フッ素原子以外の置換基を更に有していてもよい。   The cycloalkyl group containing a fluorine atom is a monocyclic or polycyclic cycloalkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. The cycloalkyl group containing a fluorine atom may further have a substituent other than the fluorine atom.

フッ素原子を含んだアリール基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアリール基である。このアリール基としては、例えば、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。このフッ素原子を含んだアリール基は、フッ素原子以外の置換基を更に有していてもよい。   An aryl group containing a fluorine atom is an aryl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group. The aryl group containing a fluorine atom may further have a substituent other than the fluorine atom.

フッ素原子を含んだアルキル基、フッ素原子を含んだシクロアルキル基及びフッ素原子を含んだアリール基の好ましい例として、下記一般式(F2)〜(F4)により表される基が挙げられる。

Figure 0005401371
Preferable examples of the alkyl group containing a fluorine atom, the cycloalkyl group containing a fluorine atom, and the aryl group containing a fluorine atom include groups represented by the following general formulas (F2) to (F4).
Figure 0005401371

一般式(F2)〜(F4)中、R57〜R68は、各々独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61のうち少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R62〜R64のうち少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。R65〜R68のうち少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。これらアルキル基は、炭素数が1〜4であることが好ましい。 In general formulas (F2) to (F4), R 57 to R 68 each independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group. However, at least one of R 57 to R 61 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. At least one of R 62 to R 64 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. At least one of R 65 to R 68 represents a fluorine atom or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. These alkyl groups preferably have 1 to 4 carbon atoms.

57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。
62、R63及びR68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アルキル基であることが好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。なお、R62とR63とは、互いに結合して、環を形成していてもよい。
R 57 to R 61 and R 65 to R 67 are preferably all fluorine atoms.
R 62 , R 63 and R 68 are preferably an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and more preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 62 and R 63 may be bonded to each other to form a ring.

一般式(F2)により表される基としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、及び3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル基が挙げられる。   Examples of the group represented by the general formula (F2) include a p-fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, and a 3,5-di (trifluoromethyl) phenyl group.

一般式(F3)により表される基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、及びパーフルオロシクロヘキシル基が挙げられる。これらのうち、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基又はパーフルオロイソペンチル基がより好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基又はヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。   Examples of the group represented by the general formula (F3) include trifluoromethyl group, pentafluoropropyl group, pentafluoroethyl group, heptafluorobutyl group, hexafluoroisopropyl group, heptafluoroisopropyl group, hexafluoro (2- Methyl) isopropyl group, nonafluorobutyl group, octafluoroisobutyl group, nonafluorohexyl group, nonafluoro-t-butyl group, perfluoroisopentyl group, perfluorooctyl group, perfluoro (trimethyl) hexyl group, 2,2, Examples include 3,3-tetrafluorocyclobutyl group and perfluorocyclohexyl group. Among these, a hexafluoroisopropyl group, a heptafluoroisopropyl group, a hexafluoro (2-methyl) isopropyl group, an octafluoroisobutyl group, a nonafluoro-t-butyl group or a perfluoroisopentyl group is more preferable, and a hexafluoroisopropyl group or More preferred is a heptafluoroisopropyl group.

一般式(F4)により表される基としては、例えば、−C(CF32OH、−C(C252OH、−C(CF3)(CH3)OH、及び−CH(CF3)OHが挙げられる。これらのうち、−C(CF32OHが特に好ましい。 Examples of the group represented by the general formula (F4) include —C (CF 3 ) 2 OH, —C (C 2 F 5 ) 2 OH, —C (CF 3 ) (CH 3 ) OH, and —CH. (CF 3 ) OH. Of these, -C (CF 3) 2 OH is particularly preferred.

以下に、フッ素原子を含んだ繰り返し単位の具体例を示す。
具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。X2は、−F又は−CF3を表す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit containing a fluorine atom are shown below.
In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 . X 2 represents —F or —CF 3 .
Figure 0005401371

疎水性樹脂がケイ素原子を含んでいる場合、この樹脂は、ケイ素原子を含んだ部分構造として、アルキルシリル構造又は環状シロキサン構造を備えていることが好ましい。このアリキルシリル構造は、好ましくは、トリアルキルシリル基を含んだ構造である。
アルキルシリル構造及び環状シロキサン構造の好ましい例として、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)により表される基が挙げられる。

Figure 0005401371
When the hydrophobic resin contains a silicon atom, the resin preferably has an alkylsilyl structure or a cyclic siloxane structure as a partial structure containing a silicon atom. This allylsilyl structure is preferably a structure containing a trialkylsilyl group.
Preferable examples of the alkylsilyl structure and the cyclic siloxane structure include groups represented by the following general formulas (CS-1) to (CS-3).
Figure 0005401371

一般式(CS−1)〜(CS−3)中、R12〜R26は、各々独立に、直鎖若しくは分岐鎖アルキル基、又はシクロアルキル基を表す。このアルキル基は、炭素数が1〜20であることが好ましい。このシクロアルキル基は、炭素数が3〜20であることが好ましい。 In general formulas (CS-1) to (CS-3), R 12 to R 26 each independently represents a linear or branched alkyl group or a cycloalkyl group. This alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms. This cycloalkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms.

3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、フェニレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、ウレア基、又はこれらの組合せが挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。nは、好ましくは、2〜4の整数である。
L < 3 > -L < 5 > represents a single bond or a bivalent coupling group. Examples of the divalent linking group include an alkylene group, a phenylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a urethane group, a urea group, or a combination thereof.
n represents an integer of 1 to 5. n is preferably an integer of 2 to 4.

以下に、一般式(CS−1)〜(CS−3)により表される基を備えた繰り返し単位の具体例を挙げる。具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。

Figure 0005401371
Below, the specific example of the repeating unit provided with group represented by general formula (CS-1)-(CS-3) is given. In specific examples, X 1 represents a hydrogen atom, —CH 3 , —F or —CF 3 .
Figure 0005401371

疎水性樹脂は、下記(x)乃至(z)からなる群より選択される少なくとも1つの基を更に含んでいてもよい。
(x)アルカリ可溶性基;
(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する基;
(z)酸分解性基。
The hydrophobic resin may further include at least one group selected from the group consisting of the following (x) to (z).
(X) an alkali-soluble group;
(Y) a group that decomposes by the action of an alkali developer and increases the solubility in the alkali developer;
(Z) an acid-decomposable group.

(x)アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボン酸基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、及びトリス(アルキルスルホニル)メチレン基が挙げられる。好ましいアルカリ可溶性基としては、フッ素化アルコール基、スルホンイミド基及びビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。好ましいフッ素化アルコール基としては、ヘキサフルオロイソプロパノール基が挙げられる。   (X) Alkali-soluble groups include, for example, phenolic hydroxy groups, carboxylic acid groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkyl Sulfonyl) (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, and A tris (alkylsulfonyl) methylene group is mentioned. Preferred alkali-soluble groups include fluorinated alcohol groups, sulfonimide groups, and bis (carbonyl) methylene groups. Preferred fluorinated alcohol groups include hexafluoroisopropanol groups.

アルカリ可溶性基を備えた繰り返し単位は、例えば、アクリル酸及びメタクリル酸による繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接アルカリ可溶性基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、アルカリ可溶性基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、アルカリ可溶性基を備えた重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。   The repeating unit having an alkali-soluble group is a repeating unit in which an alkali-soluble group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit by acrylic acid and methacrylic acid. Alternatively, this repeating unit may be a repeating unit in which an alkali-soluble group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. Or this repeating unit may be introduce | transduced into the terminal of resin using the polymerization initiator or chain transfer agent provided with the alkali-soluble group at the time of superposition | polymerization.

アルカリ可溶性基を備えた繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位を基準として、1〜50モル%であることが好ましく、3〜35モル%であることがより好ましく、5〜20モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having an alkali-soluble group is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 3 to 35 mol%, based on all repeating units in the hydrophobic resin. More preferably, it is 20 mol%.

以下に、アルカリ可溶性基を備えた繰り返し単位の具体例を示す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit having an alkali-soluble group are shown below.
Figure 0005401371

(y)アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン構造を備えた基、酸無水物基、及び酸イミド基が挙げられる。これらのうち、ラクトン構造を備えた基が特に好ましい。   (Y) Examples of the group that is decomposed by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include a group having a lactone structure, an acid anhydride group, and an acid imide group. Of these, a group having a lactone structure is particularly preferable.

この基を含んだ繰り返し単位は、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルによる繰り返し単位等の、樹脂の主鎖に直接この基が結合している繰り返し単位である。或いは、この繰り返し単位は、この基が連結基を介して樹脂の主鎖に結合している繰り返し単位であってもよい。或いは、この繰り返し単位は、この基を備えた重合開始剤又は連鎖移動剤を重合時に用いて、樹脂の末端に導入されていてもよい。   The repeating unit containing this group is a repeating unit in which this group is directly bonded to the main chain of the resin, such as a repeating unit of acrylic acid ester and methacrylic acid ester. Alternatively, this repeating unit may be a repeating unit in which this group is bonded to the main chain of the resin via a linking group. Or this repeating unit may be introduce | transduced into the terminal of resin using the polymerization initiator or chain transfer agent provided with this group at the time of superposition | polymerization.

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する基を備えた繰り返し単位としては、例えば、先に[1]樹脂の項で説明したラクトン構造を備えた繰り返し単位と同様のものが挙げられる。   Examples of the repeating unit having a group that is decomposed by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer include the same as the repeating unit having a lactone structure described above in [1] Resin. Can be mentioned.

アルカリ現像液の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する基を備えた繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位を基準として、1〜40モル%であることが好ましく、3〜30モル%であることがより好ましく、5〜15モル%であることが更に好ましい。   The content of the repeating unit having a group that is decomposed by the action of the alkali developer and increases the solubility in the alkali developer is 1 to 40 mol% based on all repeating units in the hydrophobic resin. Is more preferable, it is more preferable that it is 3-30 mol%, and it is still more preferable that it is 5-15 mol%.

(z)酸分解性基としては、例えば、先に[1]樹脂の項で説明したのと同様のものが挙げられる。
酸分解性基を備えた繰り返し単位の含有量は、疎水性樹脂中の全繰り返し単位を基準として、1〜80モル%であることが好ましく、10〜80モル%であることがより好ましく、20〜60モル%であることが更に好ましい。
疎水性樹脂は、下記一般式(III)により表される繰り返し単位を更に含んでいてもよい。

Figure 0005401371
Examples of the (z) acid-decomposable group include the same groups as those described above in [1] Resin.
The content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 1 to 80 mol%, more preferably 10 to 80 mol%, based on all repeating units in the hydrophobic resin. More preferably, it is -60 mol%.
The hydrophobic resin may further contain a repeating unit represented by the following general formula (III).
Figure 0005401371

一般式(III)中、Rc31は、水素原子、アルキル基、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基、シアノ基又は−CH2−O−Rac2基を表す。ここで、Rac2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。 In formula (III), R c31 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, a cyano group, or a —CH 2 —O—Rac 2 group. Here, Rac 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an acyl group.

c31は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることが特に好ましい。 R c31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a trifluoromethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.

c32は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基を含んだ基を表す。これら基は、フッ素原子及び/又はケイ素原子で置換されていてもよい。 R c32 represents a group containing an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group. These groups may be substituted with a fluorine atom and / or a silicon atom.

c32のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基であることが好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数が3〜20であることが好ましい。
アルケニル基は、炭素数が3〜20であることが好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数が3〜20であるシクロアルケニル基が好ましい。
The alkyl group represented by R c32 is preferably a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms.
The cycloalkenyl group is preferably a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms.

アリール基は、炭素数6〜20のフェニル基、ナフチル基が好ましく、これらは置換基を有していてもよい。   The aryl group is preferably a phenyl group or naphthyl group having 6 to 20 carbon atoms, and these may have a substituent.

c32は、無置換のアルキル基又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基であることが好ましい。 R c32 is preferably an unsubstituted alkyl group or an alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom.

c3は、単結合又は2価の連結基を表す。この2価の連結基としては、例えば、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基、フェニレン基、及びエステル結合(−COO−により表される基)が挙げられる。 L c3 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include an alkylene group (preferably having a carbon number of 1 to 5), an oxy group, a phenylene group, and an ester bond (a group represented by —COO—).

疎水性樹脂は、下記一般式(CII−AB)により表される繰り返し単位を更に含んでいてもよい。

Figure 0005401371
The hydrophobic resin may further contain a repeating unit represented by the following general formula (CII-AB).
Figure 0005401371

式(CII−AB)中、
c11'及びRc12'は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。Zc’は、Rc11'及びRc12'が結合している2つの炭素原子(C−C)と共に脂環式構造を形成するために必要な原子団を表す。
In the formula (CII-AB),
R c11 ′ and R c12 ′ each independently represents a hydrogen atom, a cyano group, a halogen atom or an alkyl group. Zc ′ represents an atomic group necessary for forming an alicyclic structure together with two carbon atoms (C—C) to which R c11 ′ and R c12 ′ are bonded.

以下に、一般式(III)又は(CII−AB)により表される繰り返し単位の具体例を挙げる。具体例中、Raは、H、CH、CHOH、CF又はCNを表す。

Figure 0005401371
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (III) or (CII-AB) are given below. In specific examples, Ra represents H, CH 3 , CH 2 OH, CF 3 or CN.
Figure 0005401371

以下に、疎水性樹脂の具体例を挙げる。また、下記表1に、各樹脂における繰り返し単位のモル比(各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量、及び分散度を纏める。

Figure 0005401371
Specific examples of the hydrophobic resin are given below. Table 1 below summarizes the molar ratio of repeating units in each resin (corresponding to each repeating unit in order from the left), the weight average molecular weight, and the degree of dispersion.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

〔10〕有機溶剤
本発明に係る組成物は、典型的には、上記の成分を溶解する所定の有機溶剤を更に含んでいる。
使用し得る有機溶剤としては、例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、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、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン及びテトラヒドロフランが挙げられる。
[10] Organic Solvent The composition according to the present invention typically further contains a predetermined organic solvent that dissolves the above components.
Examples of the organic solvent that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl. Ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N -Dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.

ケトン構造を有する溶剤としては、例えば、鎖状ケトン溶剤及び環状ケトン溶剤が挙げられる。塗布性の観点から、合計炭素数5〜8のものが特に好ましい。
鎖状ケトン溶剤としては、例えば、2−ヘプタノン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが挙げられる。これらのうち、2−ヘプタノンが特に好ましい。
環状ケトン溶剤としては、例えば、シクロペンタノン、3−メチル−2−シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン及びイソホロンが挙げられる。これらのうち、シクロヘキサノン及びシクロヘプタノンが特に好ましい。
Examples of the solvent having a ketone structure include a chain ketone solvent and a cyclic ketone solvent. From the viewpoint of applicability, those having a total carbon number of 5 to 8 are particularly preferred.
Examples of the chain ketone solvent include 2-heptanone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Of these, 2-heptanone is particularly preferred.
Examples of the cyclic ketone solvent include cyclopentanone, 3-methyl-2-cyclopentanone, cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and isophorone. Of these, cyclohexanone and cycloheptanone are particularly preferred.

有機溶剤としては、ケトン構造を有する溶剤を単独で用いるか、又は、ケトン構造を有する溶剤と他の溶剤との混合溶剤を用いることが好ましい。
ケトン構造を有する溶剤と混合する他の溶剤(併用溶剤)としては、例えば、プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、乳酸アルキル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、アルコキシプロピオン酸アルキル及びラクトン化合物が挙げられる。
As the organic solvent, a solvent having a ketone structure is preferably used alone, or a mixed solvent of a solvent having a ketone structure and another solvent is preferably used.
Examples of other solvents (combined solvent) to be mixed with the solvent having a ketone structure include propylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkyl lactate, propylene glycol monoalkyl ether, alkyl alkoxypropionate, and lactone compounds.

プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートが挙げられる。
乳酸アルキルとしては、例えば、乳酸メチル及び乳酸エチルが挙げられる。
プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。
アルコキシプロピオン酸アルキルとしては、例えば、メトキシプロピオン酸メチル、メトキシプロピオン酸エチル、エトキシプロピオン酸メチル及びエトキシプロピオン酸エチルが挙げられる。
ラクトン化合物としては、例えば、γ−ブチロラクトンが挙げられる。
Examples of the propylene glycol monoalkyl ether carboxylate include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, and propylene glycol monoethyl ether acetate.
Examples of the alkyl lactate include methyl lactate and ethyl lactate.
Examples of the propylene glycol monoalkyl ether include propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether.
Examples of the alkyl alkoxypropionate include methyl methoxypropionate, ethyl methoxypropionate, methyl ethoxypropionate and ethyl ethoxypropionate.
Examples of the lactone compound include γ-butyrolactone.

好ましい併用溶剤としては、プロピレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、乳酸アルキル及びプロピレングリコールモノアルキルエーテルが挙げられる。より好ましい併用溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが挙げられる。   Preferable combination solvents include propylene glycol monoalkyl ether carboxylate, alkyl lactate and propylene glycol monoalkyl ether. A more preferred combination solvent is propylene glycol monomethyl ether acetate.

また、膜厚均一性及び現像欠陥性能の観点から、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート等の沸点200℃以上の高沸点溶剤を混合してもよい。   Further, from the viewpoint of film thickness uniformity and development defect performance, a high boiling point solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher such as ethylene carbonate and propylene carbonate may be mixed.

これら高沸点溶剤の添加量は、通常は全溶剤中の0.1〜15質量%であり、好ましくは0.5〜10質量%であり、更に好ましくは1〜5質量%である。   The amount of these high-boiling solvents added is usually 0.1 to 15% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass in the total solvent.

本発明では、典型的には、有機溶剤を用いて、好ましくは2種類以上の混合溶剤を用いて、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を調製する。
この組成物の固形分濃度は、通常は1〜25質量%とし、好ましくは2〜20質量%とし、より好ましくは2.5〜10質量%とする。特に、電子線、EUV光又はArF光によりパターン形成を行う場合には、この固形分濃度は、2.5〜20質量%とすることが好ましい。
In the present invention, typically, an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition is prepared using an organic solvent, preferably two or more mixed solvents.
The solid content concentration of the composition is usually 1 to 25% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 2.5 to 10% by mass. In particular, when pattern formation is performed with an electron beam, EUV light or ArF light, the solid content concentration is preferably 2.5 to 20% by mass.

〔11〕その他の添加剤
本発明に係る組成物には、必要に応じて、染料、可塑剤、先に挙げたフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の界面活性剤、光増感剤、及び、現像液に対する溶解性を促進させる化合物等の添加剤を更に含有させてもよい。
[11] Other additives In the composition according to the present invention, if necessary, a dye, a plasticizer, a surfactant other than the fluorine-based and / or silicon-based surfactants listed above, and a photosensitizer. Further, an additive such as a compound that promotes solubility in a developer may be further contained.

現像液に対する溶解性を促進させる化合物(溶解促進性化合物)は、例えば、フェノール性OH基を2個以上又はカルボキシ基を1個以上有する、分子量1,000以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合は、脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。   The compound that promotes solubility in the developer (dissolution promoting compound) is, for example, a low molecular compound having a molecular weight of 1,000 or less and having two or more phenolic OH groups or one or more carboxy groups. When it has a carboxy group, an alicyclic or an aliphatic compound is preferable.

これら溶解促進性化合物の添加量は、好ましくは、上述した樹脂に対して2〜50質量%であり、さらに好ましくは5〜30質量%である。現像残渣の抑制及び現像時のパターン変形防止の観点から、この添加量は、50質量%以下が好ましい。   The addition amount of these dissolution promoting compounds is preferably 2 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, based on the resin described above. From the viewpoint of suppressing development residue and preventing pattern deformation during development, the amount added is preferably 50% by mass or less.

このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号及び欧州特許第219294号等に記載の方法を参考にして、容易に合成することができる。   Such a phenol compound having a molecular weight of 1000 or less can be easily obtained by referring to the methods described in, for example, JP-A-4-1222938, JP-A-2-28531, U.S. Pat. No. 4,916,210 and European Patent 219294. Can be synthesized.

カルボキシ基を有する脂環族又は脂肪族化合物の具体例としては、コール酸、デオキシコール酸及びリトコール酸等のステロイド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the alicyclic or aliphatic compound having a carboxy group include carboxylic acid derivatives having a steroid structure such as cholic acid, deoxycholic acid and lithocholic acid, adamantane carboxylic acid derivatives, adamantane dicarboxylic acid, cyclohexane carboxylic acid, and Although cyclohexane dicarboxylic acid etc. are mentioned, it is not limited to these.

フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタン脂肪族エステル類、及びポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で添加してもよく、2種以上を組み合わせて添加してもよい。   Specific examples of surfactants other than fluorine and / or silicon surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers , Nonionic surfactants such as sorbitan aliphatic esters and polyoxyethylene sorbitan aliphatic esters. These surfactants may be added alone or in combination of two or more.

〔パターン形成方法〕
以下、本発明に係る組成物を用いたパターン形成方法について説明する。
[Pattern formation method]
Hereinafter, a pattern forming method using the composition according to the present invention will be described.

本発明に係る組成物は、典型的には、所定の有機溶剤、好ましくは上記の混合溶剤に溶解し、所定の支持体上に塗布して用いる。例えば、この組成物は、精密集積回路素子やインプリント用モールド構造体の製造等に使用される基板(例:シリコン、シリコン/二酸化シリコン被覆、窒化シリコン、Cr層を有する石英など)上に、スピナー及びコーター等の適当な塗布方法により塗布される。その後、これを乾燥して、感活性光線性又は感放射線性の膜(以下、感光性膜ともいう)を得る。また、乾燥温度は60〜150℃が好ましく、80〜130℃がより好ましい。なお、予め公知の反射防止膜を塗設することもできる。   The composition according to the present invention is typically used after being dissolved in a predetermined organic solvent, preferably the above mixed solvent, and coated on a predetermined support. For example, the composition is applied on a substrate (eg, silicon, silicon / silicon dioxide coating, silicon nitride, quartz having a Cr layer) used for manufacturing a precision integrated circuit element or an imprint mold structure. It is applied by an appropriate application method such as a spinner or a coater. Thereafter, this is dried to obtain an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive film (hereinafter also referred to as a photosensitive film). Moreover, 60-150 degreeC is preferable for drying temperature, and 80-130 degreeC is more preferable. In addition, a known antireflection film can be applied in advance.

次いで、感光性膜に活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行った後、現像する。ベーク温度は、感度及び安定性の観点から80℃から150℃が好ましく、90〜130℃がより好ましい。これにより良好なパターンを得ることができる。   Next, the photosensitive film is irradiated with actinic rays or radiation, preferably baked (heated), and then developed. The baking temperature is preferably 80 ° C. to 150 ° C., more preferably 90 to 130 ° C. from the viewpoints of sensitivity and stability. Thereby, a good pattern can be obtained.

活性光線又は放射線としては、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、X線、及び電子線が挙げられる。これら活性光線又は放射線としては、例えば250nm以下、特には220nm以下の波長を有したものがより好ましい。このような活性光線又は放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、及び電子ビームが挙げられる。特に好ましい活性光線又は放射線としては、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)及び電子ビームが挙げられる。 Examples of actinic rays or radiation include infrared light, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, X-rays, and electron beams. As these actinic rays or radiation, for example, those having a wavelength of 250 nm or less, particularly 220 nm or less are more preferable. Examples of such actinic rays or radiation include KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), X-rays, and electron beams. Particularly preferred actinic rays or radiation include ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (13 nm) and electron beam.

なお、感光性膜とレンズとの間に空気よりも屈折率の高い液体(純水など)を満たして露光を行ってもよい。即ち、液浸露光を行ってもよい。これにより、解像度を更に高めることができる。この場合、レジスト膜と液浸液との間には、レジスト膜と液浸液との接触を避けるために、レジスト膜の上に液浸液難溶性膜(「トップコート」ともいう)を設けてもよい。また、レジスト膜と液浸液との接触を避けるための別の手段として、前述の組成物に予め疎水性樹脂(HR)を添加しておいてもよい。この疎水性樹脂(HR)として具体的には、US2008/0305432A1号明細書の段落0172〜0253で説明されている樹脂などが挙げられる。   Note that exposure may be performed by filling a liquid (such as pure water) having a higher refractive index than air between the photosensitive film and the lens. That is, immersion exposure may be performed. Thereby, the resolution can be further increased. In this case, an immersion liquid sparingly soluble film (also referred to as “topcoat”) is provided on the resist film between the resist film and the immersion liquid in order to avoid contact between the resist film and the immersion liquid. May be. Further, as another means for avoiding contact between the resist film and the immersion liquid, a hydrophobic resin (HR) may be added to the above-described composition in advance. Specific examples of the hydrophobic resin (HR) include resins described in paragraphs 0172 to 0253 of US2008 / 0305432A1.

現像工程では、通常、アルカリ現像液を用いる。
アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム及びアンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン及びn−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン及びジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン及びメチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン及びトリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド及びテトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、又は、ピロール及びピヘリジン等の環状アミン類を含んだアルカリ性水溶液が挙げられる。
In the development step, an alkali developer is usually used.
Examples of the alkaline developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate and aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine and Secondary amines such as di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, and fourth amines such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide. Examples include alkaline aqueous solutions containing a quaternary ammonium salt or cyclic amines such as pyrrole and pihelidine.

アルカリ現像液には、アルコール類及び/又は界面活性剤を、適当量添加してもよい。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常、0.1〜20質量%である。アルカリ現像液のpHは、通常、10.0〜15.0である。
An appropriate amount of alcohol and / or surfactant may be added to the alkaline developer.
The alkali concentration of the alkali developer is usually from 0.1 to 20% by mass. The pH of the alkali developer is usually from 10.0 to 15.0.

なお、本発明の組成物を用いてインプリント用モールドを作成する場合のプロセスの詳細については、例えば、特許第4109085号公報、特開2008−162101号公報、及び「ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集:平井義彦(フロンティア出版)」等を参照されたい。   For details of the process for producing an imprint mold using the composition of the present invention, see, for example, Japanese Patent No. 4109085, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-162101, and “Nanoimprint Basics and Technology Development / Application development-Nanoimprint substrate technology and latest technological development-Editing: Yoshihiko Hirai (Frontier Publishing) "

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容はこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, the content of this invention is not limited by this.

<アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)>
[合成]
アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)として、下記表2に示す化合物1〜10を、以下のようにして合成した。

Figure 0005401371
<Compound (A) having amine oxide group and photoacid generating site>
[Synthesis]
As the compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generation site, compounds 1 to 10 shown in Table 2 below were synthesized as follows.
Figure 0005401371

<化合物1の合成>
Journal of the American Chemical Society, 1955, vol.77, p.2903に記載の方法によりスルホン酸Aを合成した。スルホン酸Aとトリフェニルスルホニウムブロマイド塩を常法に従い塩交換することで上記化合物1を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 1>
Sulphonic acid A was synthesized by the method described in Journal of the American Chemical Society, 1955, vol. 77, p. 2903. Compound 1 was synthesized by salt exchange of sulfonic acid A and triphenylsulfonium bromide salt according to a conventional method.
Figure 0005401371

<化合物2の合成>
Chemische Berichte, 1932, vol.65, p.1801に記載の方法によりスルホン酸Bを合成した。スルホン酸Bとトリフェニルスルホニウムブロマイド塩を常法に従い塩交換することで上記化合物2を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 2>
The sulfonic acid B was synthesized by the method described in Chemische Berichte, 1932, vol.65, p.1801. Compound 2 was synthesized by salt exchange of sulfonic acid B and triphenylsulfonium bromide salt according to a conventional method.
Figure 0005401371

<化合物3の合成>
Journal of Organic Chemistry, 1993, vol.58, 25 p.6964-6965に記載の方法によりスルホン酸ナトリウムCを合成した。スルホン酸ナトリウムCと5-(4-(2-hydroxyethyl)phenyl)-5H-dibenzo[b,d]thiophenium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物3を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 3>
Sodium sulfonate C was synthesized by the method described in Journal of Organic Chemistry, 1993, vol.58, 25 p.6964-6965. Compound 3 was synthesized by salt exchange between sodium sulfonate C and 5- (4- (2-hydroxyethyl) phenyl) -5H-dibenzo [b, d] thiophenium bromide according to a conventional method.
Figure 0005401371

<化合物4の合成>
Journal of Molecular Structure, 1980, vol.68, p.315-318に記載の方法によりスルホン酸Dを合成した。スルホン酸Dと10-phenyl-10H-phenoxathiin-10-ium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物4を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 4>
The sulfonic acid D was synthesized by the method described in Journal of Molecular Structure, 1980, vol.68, p.315-318. Compound 4 was synthesized by salt exchange of sulfonic acid D and 10-phenyl-10H-phenoxathiin-10-ium bromide according to a conventional method.
Figure 0005401371

<化合物5の合成>
Chem.Abstr., 1960, vol.80, 18525 p.339-343に記載の方法によりスルホン酸Eを合成した。スルホン酸Eとトリフェニルスルホニウムブロマイド塩を常法に従い塩交換することで上記化合物5を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 5>
Chem. Abstr., 1960, vol. 80, 18525 p.339-343 was used to synthesize sulfonic acid E. Compound 5 was synthesized by salt exchange of sulfonic acid E and triphenylsulfonium bromide salt according to a conventional method.
Figure 0005401371

<化合物6の合成>
sodium 1,1,2,2,3,3-hexafluoro-3-(4-methyl-4-oxidopiperazin-1-ylsulfonyl)propane-1-carboxylate(F)とトリフェニルスルホニウムブロマイド塩を常法に従い塩交換することで上記化合物6を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 6>
Salt exchange of sodium 1,1,2,2,3,3-hexafluoro-3- (4-methyl-4-oxidopiperazin-1-ylsulfonyl) propane-1-carboxylate (F) and triphenylsulfonium bromide salt according to a conventional method Thus, the compound 6 was synthesized.
Figure 0005401371

<化合物7の合成>
sodium 2,2-difluoro-3-(2-(1-oxidopiperidin-1-yl)acetoxy)propanoate(G)と1-(4-butoxynaphthalen-1-yl)tetrahydro-1H-thiophenium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物7を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 7>
Sodium 2,2-difluoro-3- (2- (1-oxidopiperidin-1-yl) acetoxy) propanoate (G) and 1- (4-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydro-1H-thiophenium bromide according to conventional methods The compound 7 was synthesized by exchange.
Figure 0005401371

<化合物8の合成>
sodium 1,1-difluoro-2-(2-(1-oxidopiperidin-1-yl)acetoxy)ethanesulfonate(H)とbis(4-tert-butylphenyl)iodonium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物8を合成した。

Figure 0005401371
<Synthesis of Compound 8>
The above compound 8 is obtained by salt exchange of sodium 1,1-difluoro-2- (2- (1-oxidopiperidin-1-yl) acetoxy) ethanesulfonate (H) and bis (4-tert-butylphenyl) iodonium bromide according to a conventional method. Was synthesized.
Figure 0005401371

<化合物9の合成>
sodium 1,1,2,2,3,3-hexafluoro-3-(4-methyl-4-oxidopiperazin-1-ylsulfonyl)propane-1-sulfonate(F)と1-(1-(4-cyclohexylphenyl)-2-methyl-1-oxopropan-2-yl)tetrahydro-1H-thiophenium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物9を合成した。
<Synthesis of Compound 9>
sodium 1,1,2,2,3,3-hexafluoro-3- (4-methyl-4-oxidopiperazin-1-ylsulfonyl) propane-1-sulfonate (F) and 1- (1- (4-cyclohexylphenyl)- Compound 9 was synthesized by salt exchange of 2-methyl-1-oxopropan-2-yl) tetrahydro-1H-thiophenium bromide according to a conventional method.

<化合物10の合成>
sodium 1,1-difluoro-2-(1-oxidopyridine-4-carbonyloxy)ethanesulfonate (F)とbis(4-tert-butylphenyl)iodonium bromideを常法に従い塩交換することで上記化合物10を合成した。
<Synthesis of Compound 10>
Compound 1 was synthesized by salt exchange of sodium 1,1-difluoro-2- (1-oxidopyridine-4-carbonyloxy) ethanesulfonate (F) and bis (4-tert-butylphenyl) iodonium bromide according to a conventional method.

<光酸発生剤>
光酸発生剤としては、先に挙げた(z1)〜(z102)のうち少なくとも1つを用いた。
<Photo acid generator>
As the photoacid generator, at least one of (z1) to (z102) listed above was used.

<塩基性化合物>
塩基性化合物としては、下記の化合物C−1〜C−3を用いた。
C−1:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
C−2:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
C−3:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
<界面活性剤>
界面活性剤としては、下記のW−1〜W−4を用いた。
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製;シリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製;フッ素系)
<溶剤>
溶剤としては、下記のA1〜A4並びにB1及びB2を用いた。なお、これら溶剤は、適宜混合して用いた。
A1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
A2:2−ヘプタノン
A3:シクロヘキサノン
A4:γ−ブチロラクトン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
B2:乳酸エチル
<実施例A>
(実施例1A〜9A及び比較例1A〜3A)
(レジスト調製)
下記表3に示す成分を溶剤に溶解させて、固形分濃度4.0質量%の溶液を調製した。この溶液をポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターでろ過して、ポジ型レジスト溶液を得た。
<Basic compound>
The following compounds C-1 to C-3 were used as basic compounds.
C-1: 2,4,5-triphenylimidazole C-2: Tetrabutylammonium hydroxide C-3: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene <Surfactant>
The following W-1 to W-4 were used as the surfactant.
W-1: MegaFuck F176 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd .; fluorine-based)
W-2: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd .; fluorine and silicon)
W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; silicon-based)
W-4: Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd .; fluorine-based)
<Solvent>
As the solvent, the following A1 to A4 and B1 and B2 were used. In addition, these solvents were used by being appropriately mixed.
A1: Propylene glycol monomethyl ether acetate A2: 2-heptanone A3: Cyclohexanone A4: γ-butyrolactone B1: Propylene glycol monomethyl ether B2: Ethyl lactate <Example A>
(Examples 1A-9A and Comparative Examples 1A-3A)
(Resist preparation)
The components shown in Table 3 below were dissolved in a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 4.0% by mass. This solution was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a positive resist solution.

(レジスト評価)
まず、スピンコーターを用いてヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に、ブリューワーサイエンス社製反射防止膜DUV−42を60nmの膜厚に均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、各ポジ型レジスト溶液をスピンコーターを用いて塗布し、120℃で90秒間乾燥を行い、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成した。
(Resist evaluation)
First, an antireflection film DUV-42 manufactured by Brewer Science Co., Ltd. is uniformly applied to a film thickness of 60 nm on a silicon substrate that has been subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds. After drying, heat drying was performed at 190 ° C. for 240 seconds. Thereafter, each positive resist solution was applied using a spin coater and dried at 120 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 0.12 μm.

このレジスト膜に対し、マスクを通してArFエキシマレーザーステッパー(ISI社製;NA=0.6)で露光し、露光後直ぐに、120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得た。   This resist film was exposed with an ArF excimer laser stepper (manufactured by ISI; NA = 0.6) through a mask, and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds. Further, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to obtain a line pattern.

〔感度〕
露光量を10〜40mJ/cmの範囲で0.5mJずつ変えながら面露光を行い、さらに、110℃で90秒間ベークした。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、溶解速度曲線を得た。
この溶解速度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とした。
〔sensitivity〕
Surface exposure was performed while changing the exposure amount by 0.5 mJ in the range of 10 to 40 mJ / cm 2 , and baking was performed at 110 ° C. for 90 seconds. Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, the dissolution rate at each exposure amount was measured to obtain a dissolution rate curve.
In this dissolution rate curve, the exposure amount when the resist dissolution rate is saturated was defined as sensitivity.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、150nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。
[Line edge roughness (LER)]
A 150 nm line pattern (L / S = 1/1) was formed at an irradiation dose showing the above sensitivity. And about arbitrary 30 points | pieces contained in the length direction 50 micrometers, the distance from the reference line which should have an edge was measured using the scanning electron microscope (S-9220 by Hitachi, Ltd.). And the standard deviation of this distance was calculated | required and 3 (sigma) was computed.

〔パターン形状〕
線幅150nmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a mask pattern having a line width of 150 nm and a line and space (L / S = 1/1) was set as the optimum exposure amount, and the profile at the optimum exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

〔経時安定性〕
各組成物を室温で1ヶ月間に亘って保存した。そして、保存前後の感度の変動の度合を、評価した。この評価は、以下の判定基準に基づいて行った。
(判定基準)
○(Good):感度の変動が1mJ/cm未満であった場合
△(Fair):感度の変動が1mJ/cm以上且つ3mJ/cm以下であった場合
×(Insufficient):感度の変動が3mJ/cmより大きかった場合。
[Stability over time]
Each composition was stored at room temperature for 1 month. Then, the degree of change in sensitivity before and after storage was evaluated. This evaluation was performed based on the following criteria.
(Criteria)
○ (Good): when the change in sensitivity is less than 1mJ / cm 2 △ (Fair) : when the change in sensitivity was 1 mJ / cm 2 or more and 3 mJ / cm 2 or less × (Insufficient): Sensitivity variation of Is greater than 3 mJ / cm 2 .

〔PEB温度依存性〕
120℃で90秒間後加熱した際にマスクサイズ150nmのラインアンドスペース1/1を再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、+2℃及び−2℃(122℃、118℃)の2つの温度で後加熱を行い、各々得られたラインアンドスペースを測長し、それらの線幅L1及びL2を求めた。PEB温度依存性(PEBS)をPEB温度変化1℃あたりの線幅の変動と定義し、下記の式により算出した。
PEB温度依存性(nm/℃)=|L1−L2|/4
値が小さいほど温度変化に対する性能変化が小さく良好であることを示す。
これらの測定結果を、下記表3に示す。

Figure 0005401371
[PEB temperature dependence]
The exposure amount that reproduces the line-and-space 1/1 with a mask size of 150 nm when post-heated at 120 ° C. for 90 seconds is the optimal exposure amount, and after performing exposure at the optimal exposure amount, Post-heating was carried out at two temperatures of + 2 ° C. and −2 ° C. (122 ° C., 118 ° C.), and the obtained line and space were measured to determine their line widths L1 and L2. The PEB temperature dependence (PEBS) was defined as the fluctuation of the line width per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependency (nm / ° C.) = | L1-L2 | / 4
The smaller the value, the smaller the performance change with respect to the temperature change.
These measurement results are shown in Table 3 below.
Figure 0005401371

なお、光酸発生剤、アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)、塩基性化合物、界面活性剤及び溶剤については、先に示したものから適宜選択して用いた。
酸分解性樹脂としては、下記(RA−1)、(RA−20)、(RA−23)及び(RA−25)の何れかを使用した。なお、下式において、繰り返し単位の右側の数字は、モル比を表している。また、Mwは重量平均分子量を表し、Mw/Mnは分散度を表している。

Figure 0005401371
The photoacid generator, the compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generation site, a basic compound, a surfactant, and a solvent were appropriately selected from those shown above.
As the acid-decomposable resin, one of the following (RA-1), (RA-20), (RA-23) and (RA-25) was used. In the following formula, the number on the right side of the repeating unit represents the molar ratio. Mw represents the weight average molecular weight, and Mw / Mn represents the degree of dispersion.
Figure 0005401371

表3に示す結果から、本発明に係る組成物は、ArF露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の組成物は、ArFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物として、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 3, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in ArF exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition in ArF excimer laser exposure.

<実施例B>
実施例1Aの組成物に下記ポリマー0.06gを加えたこと以外は実施例Aと同様にしてレジスト溶液を調製し、塗設を行い、レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1250i;NA0.85)を用いて、液浸液(純水)を介してパターン露光し、実施例Aと同様にパターンを形成した。そして、得られたパターンについて、感度、PEB温度依存性、LER、パターン形状、及び経時安定性の何れにおいても、同様の評価結果が得られることを確認した。

Figure 0005401371
<Example B>
A resist solution was prepared and coated in the same manner as in Example A except that 0.06 g of the following polymer was added to the composition of Example 1A to obtain a resist film. The obtained resist film was subjected to pattern exposure through an immersion liquid (pure water) using an ArF excimer laser immersion scanner (XTML1250i; NA0.85 manufactured by ASML), and a pattern was formed in the same manner as in Example A. did. The obtained pattern was confirmed to have the same evaluation result in any of sensitivity, PEB temperature dependency, LER, pattern shape, and stability over time.
Figure 0005401371

<実施例C>
(実施例1C〜10C及び比較例1C〜3C)
(レジスト調製)
下記表4に示した成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4.5質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<Example C>
(Examples 1C to 10C and Comparative Examples 1C to 3C)
(Resist preparation)
The components shown in Table 4 below were dissolved in a solvent and then filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 4.5 mass%.

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、0.4μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、KrFエキシマレーザーステッパー(NA=0.63)を用いラインアンドスペース用マスクを使用してパターン露光し、露光後すぐに110℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥させ、ラインパターンを形成した。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution is uniformly coated on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and is heated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds to obtain a 0.4 μm resist. A film was formed.
The resist film was subjected to pattern exposure using a KrF excimer laser stepper (NA = 0.63) using a line and space mask, and immediately after the exposure, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to form a line pattern.

〔感度〕
実施例Aについて説明したのと同様にして、感度を求めた。
〔sensitivity〕
Sensitivity was determined in the same manner as described for Example A.

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、180nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。
[Line edge roughness (LER)]
A 180 nm line pattern (L / S = 1/1) was formed at an irradiation dose showing the above sensitivity. And about arbitrary 30 points | pieces contained in the length direction 50 micrometers, the distance from the reference line which should have an edge was measured using the scanning electron microscope (S-9220 by Hitachi, Ltd.). And the standard deviation of this distance was calculated | required and 3 (sigma) was computed.

〔パターン形状〕
線幅180nmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a line and space (L / S = 1/1) mask pattern having a line width of 180 nm was set as the optimal exposure amount, and the profile at the optimal exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

〔経時安定性〕
実施例Aについて説明したのと同様にして、経時安定性を評価した。
[Stability over time]
The stability over time was evaluated in the same manner as described for Example A.

〔PEB温度依存性〕
120℃で90秒間後加熱した際にマスクサイズ180nmのラインアンドスペース1/1を再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、+2℃及び−2℃(122℃、118℃)
の2つの温度で後加熱を行い、各々得られたラインアンドスペースを測長し、それらの線幅L1及びL2を求めた。PEB温度依存性(PEBS)をPEB温度変化1℃あたりの線幅の変動と定義し、下記の式により算出した。
PEB温度依存性(nm/℃)=|L1−L2|/4
値が小さいほど温度変化に対する性能変化が小さく良好であることを示す。
これらの評価結果を、下記表4に示す。

Figure 0005401371
[PEB temperature dependence]
The exposure amount that reproduces the line-and-space 1/1 with a mask size of 180 nm when post-heated at 120 ° C. for 90 seconds is the optimal exposure amount, and after performing exposure at the optimal exposure amount, + 2 ° C and -2 ° C (122 ° C, 118 ° C)
The post-heating was performed at the two temperatures, the obtained line and space was measured, and their line widths L1 and L2 were obtained. The PEB temperature dependence (PEBS) was defined as the fluctuation of the line width per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependency (nm / ° C.) = | L1-L2 | / 4
The smaller the value, the smaller the performance change with respect to the temperature change.
These evaluation results are shown in Table 4 below.
Figure 0005401371

なお、光酸発生剤、アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)、塩基性化合物、界面活性剤及び溶剤については、先に示したものから適宜選択して用いた。
酸分解性樹脂としては、先に例示した(R―1)〜(R−31)から適宜選択して用いた。表3及び以下の各表に挙げられている(R−2)、(R−10)、(R−14)、(R−17)、(R−18)、(R−18(H))、(R−18(L))、(R−22)、(R−23)、及び(R−27)における各繰り返し単位のモル比及び重量平均分子量は、下記表5に示す通りである。

Figure 0005401371
The photoacid generator, the compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generation site, a basic compound, a surfactant, and a solvent were appropriately selected from those shown above.
The acid-decomposable resin was appropriately selected from (R-1) to (R-31) exemplified above. (R-2), (R-10), (R-14), (R-17), (R-18), (R-18 (H)) listed in Table 3 and the following tables. , (R-18 (L)), (R-22), (R-23), and (R-27), the molar ratio and weight average molecular weight of each repeating unit are as shown in Table 5 below.
Figure 0005401371

表4に示す結果から、本発明に係る組成物は、KrF露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、KrFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 4, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in KrF exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition in KrF excimer laser exposure.

<実施例D>
(実施例1D〜15D及び比較例1D〜3D)
(レジスト調製)
下記表5に示した成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4.0質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<Example D>
(Examples 1D to 15D and Comparative Examples 1D to 3D)
(Resist preparation)
The components shown in Table 5 below were dissolved in a solvent, and then filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 4.0% by mass.

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、100℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上にて加熱した。その後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて、23℃で60秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させ、ラインアンドスペースパターンを形成した。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution was uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and then heated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to obtain 0.12 μm. A resist film having a film thickness was formed.
This resist film was irradiated with an electron beam projection lithography apparatus (acceleration voltage 100 keV) manufactured by Nikon Corporation, and immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, rinsed with pure water for 30 seconds, and then dried to form a line and space pattern.

〔感度〕
得られたパターンを走査型電子顕微鏡(日立社製S−9220)を用いて観察した。線幅0.10μmのラインアンドスペース(L/S=1/1)を解像するときの電子線照射量を感度(E)とした。
〔sensitivity〕
The obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (S-9220 manufactured by Hitachi, Ltd.). The electron beam irradiation dose when resolving a line and space (L / S = 1/1) with a line width of 0.10 μm was defined as sensitivity (E 0 ).

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
実施例Aについて説明したのと同様にして、LERを求めた。
[Line edge roughness (LER)]
LER was determined in the same manner as described for Example A.

〔パターン形状〕
線幅50nmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a line and space (L / S = 1/1) mask pattern with a line width of 50 nm was set as the optimum exposure amount, and the profile at the optimum exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

〔経時安定性〕
各組成物を室温で1ヶ月間に亘って保存した後、保存前後の感度の変動の度合を、目視により評価した。この評価は、以下の判定基準に基づいて行った。
(判定基準)
○(Good):感度の変動が1μC/cm未満であった場合
△(Fair):感度の変動が1μC/cm以上且つ3μC/cm以下であった場合
×(Insufficient):感度の変動が3μC/cmより大きかった場合。
[Stability over time]
After each composition was stored at room temperature for 1 month, the degree of change in sensitivity before and after storage was visually evaluated. This evaluation was performed based on the following criteria.
(Criteria)
○ (Good): When the variation in sensitivity was less than 1 μC / cm 2 Δ (Fair): When the variation in sensitivity was 1 μC / cm 2 or more and 3 μC / cm 2 or less × (Insufficient): Variation in sensitivity Is greater than 3 μC / cm 2 .

〔PEB温度依存性〕
120℃で90秒間後加熱した際にマスクサイズ50nmのラインアンドスペース1/1を再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、+2℃及び−2℃(122℃、118℃)の2つの温度で後加熱を行い、各々得られたラインアンドスペースを測長し、それらの線幅L1及びL2を求めた。PEB温度依存性(PEBS)をPEB温度変化1℃あたりの線幅の変動と定義し、下記の式により算出した。
PEB温度依存性(nm/℃)=|L1−L2|/4
値が小さいほど温度変化に対する性能変化が小さく良好であることを示す。
これらの評価結果を、下記表6に示す。

Figure 0005401371
[PEB temperature dependence]
The exposure amount that reproduces the line-and-space 1/1 with a mask size of 50 nm when post-heated at 120 ° C. for 90 seconds is the optimum exposure amount, and after performing exposure at the optimum exposure amount, Post-heating was carried out at two temperatures of + 2 ° C. and −2 ° C. (122 ° C., 118 ° C.), and the obtained line and space were measured to determine their line widths L1 and L2. The PEB temperature dependence (PEBS) was defined as the fluctuation of the line width per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependency (nm / ° C.) = | L1-L2 | / 4
The smaller the value, the smaller the performance change with respect to the temperature change.
These evaluation results are shown in Table 6 below.
Figure 0005401371

表6に示す結果から、本発明に係る組成物は、電子線露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の組成物は、電子線照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 6, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in electron beam exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition by electron beam irradiation.

<実施例E>
(実施例1E〜7E及び比較例1E〜3E)
(レジスト調製)
下記表6に示す成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度12質量%のネガ型レジスト溶液を調製した。
<Example E>
(Examples 1E to 7E and Comparative Examples 1E to 3E)
(Resist preparation)
The components shown in Table 6 below were dissolved in a solvent and then filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a negative resist solution having a solid content concentration of 12% by mass.

(レジスト評価)
調製したネガ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行って、0.3μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上において加熱した。その後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させ、ラインアンドスペースパターンを形成した。
評価は、実施例Dについて説明したのと同様にして行った。その結果を表7に示す。

Figure 0005401371
(Resist evaluation)
The prepared negative resist solution was uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a 0.3 μm A resist film having a film thickness was formed.
This resist film was irradiated with an electron beam projection lithography apparatus (acceleration voltage 100 keV) manufactured by Nikon Corporation, and immediately after the irradiation, it was heated on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds. Thereafter, development was performed at 23 ° C. for 60 seconds using an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution having a concentration of 2.38 mass%, followed by rinsing with pure water for 30 seconds, followed by drying to form a line and space pattern.
Evaluation was performed in the same manner as described for Example D. The results are shown in Table 7.
Figure 0005401371

以下に、アルカリ可溶性樹脂の構造、分子量及び分子量分布、並びに酸架橋剤の構造を示す。

Figure 0005401371
Below, the structure of an alkali-soluble resin, molecular weight and molecular weight distribution, and the structure of an acid crosslinking agent are shown.
Figure 0005401371

Figure 0005401371
Figure 0005401371

表7に示す結果から、本発明に係る組成物は、電子線露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、電子線照射によるネガ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 7, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in electron beam exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a negative resist composition by electron beam irradiation.

<実施例F>
(実施例1F〜10F及び比較例1F〜3F)
(レジスト調製)
下記表7に示した成分を溶剤に溶解させ、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度8質量%のポジ型レジスト溶液を調した。
<Example F>
(Examples 1F to 10F and Comparative Examples 1F to 3F)
(Resist preparation)
The components shown in Table 7 below were dissolved in a solvent, which was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a positive resist solution having a solid content concentration of 8% by mass.

(レジスト評価)
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、100℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
(Resist evaluation)
The prepared positive resist solution was uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and then heated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to obtain 0.12 μm. A resist film having a film thickness was formed.

〔感度〕
得られたレジスト膜に、EUV光(波長13nm)を用いて、露光量を0〜10.0mJ/cmの範囲で0.5mJ/cmずつ変えながら面露光を行った後、110℃で90秒間ベークした。その後、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、溶解速度曲線を得た。
この溶解速度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とした。
〔sensitivity〕
The obtained resist film was subjected to surface exposure using EUV light (wavelength 13 nm) while changing the exposure amount by 0.5 mJ / cm 2 in the range of 0 to 10.0 mJ / cm 2 , and then at 110 ° C. Bake for 90 seconds. Then, using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, the dissolution rate at each exposure amount was measured to obtain a dissolution rate curve.
In this dissolution rate curve, the exposure amount when the resist dissolution rate is saturated was defined as sensitivity.

〔パターン形状〕
線幅50nmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
[Pattern shape]
The exposure amount for reproducing a line and space (L / S = 1/1) mask pattern with a line width of 50 nm was set as the optimum exposure amount, and the profile at the optimum exposure amount was observed with a scanning microscope (SEM).

〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、50nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。
[Line edge roughness (LER)]
A 50 nm line pattern (L / S = 1/1) was formed at an irradiation dose showing the above sensitivity. And about arbitrary 30 points | pieces contained in the length direction 50 micrometers, the distance from the reference line which should have an edge was measured using the scanning electron microscope (S-9220 by Hitachi, Ltd.). And the standard deviation of this distance was calculated | required and 3 (sigma) was computed.

〔PEB温度依存性〕
120℃で90秒間後加熱した際にマスクサイズ50nmのラインアンドスペース1/1を再現する露光量を最適露光量とし、次に最適露光量で露光を行った後に、後加熱温度に対して、+2℃及び−2℃(122℃、118℃)の2つの温度で後加熱を行い、各々得られたラインアンドスペースを測長し、それらの線幅L1及びL2を求めた。PEB温度依存性(PEBS)をPEB温度変化1℃あたりの線幅の変動と定義し、下記の式により算出した。
PEB温度依存性(nm/℃)=|L1−L2|/4
値が小さいほど温度変化に対する性能変化が小さく良好であることを示す。
これらの評価結果を下記表8に示す。

Figure 0005401371
[PEB temperature dependence]
The exposure amount that reproduces the line-and-space 1/1 with a mask size of 50 nm when post-heated at 120 ° C. for 90 seconds is the optimum exposure amount, and after performing exposure at the optimum exposure amount, Post-heating was carried out at two temperatures of + 2 ° C. and −2 ° C. (122 ° C., 118 ° C.), and the obtained line and space were measured to determine their line widths L1 and L2. The PEB temperature dependence (PEBS) was defined as the fluctuation of the line width per 1 ° C. PEB temperature change, and was calculated by the following formula.
PEB temperature dependency (nm / ° C.) = | L1-L2 | / 4
The smaller the value, the smaller the performance change with respect to the temperature change.
The evaluation results are shown in Table 8 below.
Figure 0005401371

表8に示す結果から、本発明に係る組成物は、EUV露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、EUV照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 8, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in EUV exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a positive resist composition by EUV irradiation.

<実施例G>
(実施例1G〜7G及び比較例1G〜3G)
(レジスト調製)
下記表9に示した成分を溶剤に溶解させ、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度8質量%のネガ型レジスト溶液を調製し、下記の通り評価を行った。
<Example G>
(Examples 1G-7G and Comparative Examples 1G-3G)
(Resist preparation)
The components shown in Table 9 below were dissolved in a solvent, and this was filtered through a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a negative resist solution having a solid content concentration of 8% by mass. went.

<レジスト評価>
調製したネガ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、0.15μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
<Resist evaluation>
The prepared negative resist solution was uniformly applied on a silicon substrate subjected to hexamethyldisilazane treatment using a spin coater, and then heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a 0.15 μm film. A resist film having a film thickness was formed.

このレジスト膜について、実施例Fについて説明したのと同様の評価を行った。その結果を下記表9に示す。

Figure 0005401371
This resist film was evaluated in the same manner as described in Example F. The results are shown in Table 9 below.
Figure 0005401371

表9に示す結果から、本発明に係る組成物は、EUV露光において、感度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れており、また、PEB温度依存性が小さいことが分かる。即ち、本発明の感光性組成物は、EUV照射によるネガ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。   From the results shown in Table 9, it can be seen that the composition according to the present invention is excellent in sensitivity, LER, pattern shape, and temporal stability in EUV exposure, and has little PEB temperature dependency. That is, it can be seen that the photosensitive composition of the present invention has excellent performance as a negative resist composition by EUV irradiation.

Claims (10)

アミンオキシド基と光酸発生部位を有する化合物(A)を含有する感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。   An actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition containing a compound (A) having an amine oxide group and a photoacid generating site. 化合物(A)が、一般式(I)または(II)で表される化合物である請求項1に記載の組成物。
Figure 0005401371
一般式(I)及び(II)中、
は、−SO 、−CO 又はR−Z−N−を表す。
Yは、2価の連結基を表し、Y'は、単結合もしくは2価の連結基を表す。
、R、R及びRは1価の有機基を表す。
Zは、−SO−又は−CO−基を表す。
は、オニウムイオンを表す。
nは、0又は1を表す。
Figure 0005401371
はN原子を含むヘテロ環を表す。
The composition according to claim 1, wherein the compound (A) is a compound represented by the general formula (I) or (II).
Figure 0005401371
In general formulas (I) and (II),
A - is, -SO 3 -, -CO 2 - or R 4 -Z-N - - represents a.
Y represents a divalent linking group, and Y ′ represents a single bond or a divalent linking group.
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a monovalent organic group.
Z is, -SO 2 - represents or -CO- group.
X + represents an onium ion.
n represents 0 or 1.
Figure 0005401371
Represents a heterocycle containing an N atom.
更に、酸の作用により分解してアルカリ現像液への溶解度が増大する樹脂(C)を含有する請求項1又は2に記載の組成物。   Furthermore, the composition of Claim 1 or 2 containing resin (C) which decomposes | disassembles by the effect | action of an acid and the solubility to an alkali developing solution increases. 樹脂(C)が、下記一般式(VI)で表される繰り返し単位を含む請求項3に記載の組成物。
Figure 0005401371
式中、
01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Ar1は、芳香環基を表す。
または、R03がアルキレン基を表し、芳香環基としてのAr1と結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。もしくは、R03とAr1とがアルキレン基を表し、双方が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に環を形成していてもよい。
nは、1〜4の整数を表す。
The composition of Claim 3 in which resin (C) contains the repeating unit represented by the following general formula (VI).
Figure 0005401371
Where
R 01 , R 02 and R 03 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a halogen atom, a cyano group or an alkoxycarbonyl group. Ar 1 represents an aromatic ring group.
Alternatively, R 03 represents an alkylene group, and may be bonded to Ar 1 as an aromatic ring group to form a ring together with the —C—C— chain. Alternatively, R 03 and Ar 1 may represent an alkylene group, and both may be bonded to each other to form a ring together with the —C—C— chain.
n represents an integer of 1 to 4.
更に、アルカリ現像液に可溶な樹脂、及び、酸の作用により、該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤を含有する請求項1又は2に記載の組成物。   The composition according to claim 1, further comprising a resin soluble in an alkali developer and an acid crosslinking agent that crosslinks with the resin soluble in the alkali developer by the action of an acid. 更に、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物(B)を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。   Furthermore, the composition in any one of Claims 1-5 containing the compound (B) which decomposes | disassembles by irradiation of actinic light or a radiation, and generate | occur | produces an acid. 電子線、X線又はEUV光により露光される請求項1〜6の何れか1項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 1 to 6, which is exposed to an electron beam, an X-ray or EUV light. 請求項1〜7のいずれかに記載の組成物を用いて形成されたレジスト膜。   A resist film formed using the composition according to claim 1. 請求項1〜7のいずれかに記載の組成物を用いて膜を形成することと、
前記膜を露光することと、
前記露光された膜を現像することと
を含んだパターン形成方法。
Forming a film using the composition according to claim 1;
Exposing the film;
Developing a pattern of the exposed film.
電子線、X線又はEUV光により露光される請求項9に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of Claim 9 exposed by an electron beam, X-rays, or EUV light.
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