JP5737114B2 - Compound, polymer and photoresist composition - Google Patents

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本発明は、化合物、重合体及びフォトレジスト組成物に関する。   The present invention relates to compounds, polymers and photoresist compositions.

集積回路素子の製造に代表される微細加工の分野においては、従来、酸解離性基を有する重合体を含むフォトレジスト組成物によって基板上にレジスト膜を形成し、マスクパターンを介してそのレジスト膜にエキシマレーザー等の短波長の放射線を露光し、露光部をアルカリ現像液で除去することにより微細なレジストパターンを形成する。   In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuit elements, conventionally, a resist film is formed on a substrate with a photoresist composition containing a polymer having an acid-dissociable group, and the resist film is formed through a mask pattern. A fine resist pattern is formed by exposing to short wavelength radiation such as excimer laser and removing the exposed portion with an alkaline developer.

近年、線幅45nm程度のより微細なレジストパターンを形成する方法として、液浸露光法の利用が拡大しつつある。液浸露光法ではレンズの開口数(NA)を増大させた場合でも焦点深度が低下し難く、かつ高い解像性が得られるという利点がある。液浸露光法において用いられるフォトレジスト組成物には、レジスト膜から液浸媒体への酸発生剤等の溶出の抑制により塗膜性能の低下やレンズ等の汚染を防止すると共に、レジスト膜表面の水切れ性の向上によりウォーターマークの残存を防止し、高速スキャン露光を可能にすることが要求される。   In recent years, the use of the immersion exposure method is expanding as a method for forming a finer resist pattern having a line width of about 45 nm. The immersion exposure method has an advantage that the depth of focus is hardly lowered even when the numerical aperture (NA) of the lens is increased, and high resolution can be obtained. In the photoresist composition used in the immersion exposure method, it is possible to prevent degradation of the coating film performance and contamination of the lens by suppressing the elution of the acid generator from the resist film to the immersion medium. It is required to prevent the watermark from remaining by improving the water drainage and to enable high-speed scanning exposure.

それらを達成する手段として、例えば特開2005−352384号公報には、レジスト膜上に上層膜(保護膜)を形成する技術が提案されているが、成膜工程が別途必要になり煩雑である。そのため、レジスト膜表面の疎水性を高める方法が検討されており、例えば国際公開第2007/116664号には、疎水性が高いフッ素含有重合体を含有せしめたフォトレジスト組成物が提案されている。   As means for achieving these, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-352384 proposes a technique for forming an upper layer film (protective film) on a resist film, but requires a separate film formation step, which is complicated. . Therefore, methods for increasing the hydrophobicity of the resist film surface have been studied. For example, International Publication No. 2007/116664 proposes a photoresist composition containing a fluorine-containing polymer having high hydrophobicity.

しかし、レジスト膜の疎水性を上げると、現像液やリンス液の表面濡れ性が低下するため、現像時にレジスト表面の未露光部に沈着した現像残渣の除去が不十分となり、ブロッブ(Blob)等の現像欠陥が発生することがある。このような現像欠陥の抑制を目的として、特開2010−032994号公報には、液浸露光時には疎水性であるが、アルカリ現像時には疎水性が低下するフッ素原子含有重合体が提案されている。しかし、上記フッ素原子含有重合体を用いたレジスト膜でも、上述の疎水性の変化は、実際の液浸露光プロセスにおいて十分なものではない。   However, if the hydrophobicity of the resist film is increased, the surface wettability of the developing solution and the rinsing solution decreases, so that the development residue deposited on the unexposed portion of the resist surface during development becomes insufficient, and blob (Blob) etc. Development defects may occur. For the purpose of suppressing such development defects, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-032994 proposes a fluorine atom-containing polymer that is hydrophobic during immersion exposure but decreases in alkali development. However, even in a resist film using the fluorine atom-containing polymer, the above-described change in hydrophobicity is not sufficient in an actual immersion exposure process.

また、これらの文献においては、レジスト膜の疎水性の変化を、水との静的接触角を指標として確認している。しかしながら、実際の液浸露光プロセスにおける上述の水切れ性能に関する指標としては、静的接触角では不十分であると考えられる。   In these documents, the change in hydrophobicity of the resist film is confirmed using the static contact angle with water as an index. However, it is considered that the static contact angle is not sufficient as an index regarding the above-mentioned water drainage performance in the actual immersion exposure process.

特開2005−352384号公報JP 2005-352384 A 国際公開第2007/116664号International Publication No. 2007/116664 特開2010−032994号公報JP 2010-032994 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、液浸露光プロセスにおいて、フォトレジスト組成物が露光時にはレジスト膜表面の優れた水切れ性を示すと共に、アルカリ現像後には水切れ性が大きく低下して、現像欠陥の発生を抑制できる新規な化合物、この化合物に由来する構造単位を有する重合体、この重合体を含有するフォトレジスト組成物を提供することである。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and the purpose of the present invention is to provide an excellent exposure to water on the resist film surface during exposure in an immersion exposure process, and after alkali development. Is to provide a novel compound capable of suppressing the occurrence of development defects with greatly reduced water drainage, a polymer having a structural unit derived from the compound, and a photoresist composition containing the polymer.

上記課題を解決するためになされた発明は、
下記式(1)で表される化合物(以下、「化合物(1)」とも称する)である。

Figure 0005737114
(式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。但し、RとRとが互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。但し、R及びRのうち少なくとも1つの基は、フッ素原子を有する。nは1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) The invention made to solve the above problems is
A compound represented by the following formula (1) (hereinafter also referred to as “compound (1)”).
Figure 0005737114
(In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, R 2 and R 3 are not both hydroxy groups, and R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. 4 and R 5 may be bonded to each other to form a ring structure having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded, and some or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. Provided that at least one group of R 4 and R 5 has a fluorine atom, n is an integer of 1 to 4. When n is 2 or more, a plurality of R 2 and R 3 May be the same or different.)

本発明の化合物は、上記式(1)で表される構造を有するので、当該化合物を組み込んだ重合体を含有するフォトレジスト組成物は、レジスト膜と液浸媒体との遮断を目的とした上層膜等を別途形成することなく、レジスト膜表面が大きい水切れ性を示す。加えて、このフォトレジスト組成物によれば、アルカリ現像後においてレジスト膜の水切れ性が大きく低下する。これにより、レジスト膜表面の現像液やリンス液に対する濡れ性が大きく向上するので、リンス液による洗浄効率が低いこと等に起因するレジスト膜の現像欠陥の発生を抑制できる。なお、現像時においてレジスト膜の水切れ性が大きく低下する理由は定かではないが、例えば現像液により上記式(1)のラクトン環が開裂すること等が考えられる。   Since the compound of the present invention has a structure represented by the above formula (1), a photoresist composition containing a polymer incorporating the compound is an upper layer for the purpose of blocking the resist film from the immersion medium. The resist film surface exhibits great water drainage without separately forming a film or the like. In addition, according to this photoresist composition, the drainability of the resist film is greatly reduced after alkali development. As a result, the wettability of the resist film surface with respect to the developing solution and the rinsing liquid is greatly improved, and thus the occurrence of development defects in the resist film due to the low cleaning efficiency with the rinsing liquid can be suppressed. The reason why the drainage of the resist film is greatly reduced during development is not clear, but it is conceivable that, for example, the lactone ring of the above formula (1) is cleaved by the developer.

上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つが1価の有機基であり、かつRとRとが、互いに結合して環構造を形成していない場合において、この1価の有機基はフッ素原子を有することが好ましい。これにより、当該化合物を組み込んだ重合体は、レジスト膜においてより表層側に偏在化できると考えられる。従って、アルカリ現像後の水切れ性の低下をより大きくすることができ、結果として、現像欠陥の発生をより抑制できる。 In the case where at least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is a monovalent organic group, and R 4 and R 5 are not bonded to each other to form a ring structure, this monovalent The organic group preferably has a fluorine atom. Thereby, it is considered that the polymer incorporating the compound can be unevenly distributed on the surface layer side in the resist film. Accordingly, it is possible to further increase the water drainage after alkali development, and as a result, it is possible to further suppress development defects.

上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つは−R−R、−R−OR又は−R−OCOR、Rが単結合又は2価の連結基、かつRがフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。このようにR及びRのうち少なくとも1つが上記特定基であることで、当該化合物から得られるレジスト膜は、効果的に現像後の水切れ性を低下させることができ、結果として、現像欠陥の発生をさらに抑制できる。 At least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is —R C —R f , —R C —OR f or —R C —OCOR f , R C is a single bond or a divalent linking group, R f is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. As described above, when at least one of R 4 and R 5 is the specific group, the resist film obtained from the compound can effectively reduce water drainage after development, resulting in development defects. Can be further suppressed.

当該化合物は、下記式(1−1)で表されることが好ましい。

Figure 0005737114
(式(1−1)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成する(m+2)価の有機基である。Rは、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の有機基である。mは1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。但し、Rのうち少なくとも1つは、フッ素原子を有する。) The compound is preferably represented by the following formula (1-1).
Figure 0005737114
(In the formula (1-1), R 1 , R 2 , R 3 and n have the same meanings as in the above formula (1). R A together with the carbon atom constituting the lactone ring has 3 to 20 carbon atoms. of a ring structure to form an (m + 2) -valent organic group .R B is a fluorine atom, an organic group having a hydroxy group or a C 1 to 20 .m is an integer from 1 to 6 .m 2 If above, the plurality of R B, may be the same or different, they may be bonded together to form a ring structure. some or all of the hydrogen atoms and the ring structure has also be substituted However, at least one of R B has a fluorine atom.)

当該化合物が上記式(1−1)で表されることで、当該化合物を組み込んだ重合体の剛直性が高まり、得られるレジスト膜の現像時の水切れ性の低下をより大きくすることができると考えられ、結果として現像欠陥の発生をより抑制できる。   When the compound is represented by the above formula (1-1), the rigidity of the polymer incorporating the compound is increased, and the reduction in water drainage during development of the resulting resist film can be further increased. As a result, development defects can be further suppressed.

上記Rは−R−R、−R−OR又は−R−OCOR、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。このようにRが上記特定基であることで、当該化合物から得られるレジスト膜は、効果的に現像後の水切れ性を低下させることができ、結果として、現像欠陥の発生をさらに抑制できる。 The R B is -R C -R f, -R C -OR f or -R C -OCOR f, R C is a single bond or a divalent linking group and R f is a fluorinated alkyl group or a hydroxyalkyl fluorinated alkyl, It is preferably a group. By this way it R B is the specific group, the resist film obtained from the compounds effectively can reduce the drainage after the development, as a result, can be further suppressed generation of development defects.

本発明の重合体は、当該化合物に由来する構造単位(I)を有する重合体(以下、「重合体(I)」とも称する)である。重合体(I)を含有するフォトレジスト組成物によれば、レジスト膜と液浸媒体との遮断を目的とした上層膜等を別途形成することなく、レジスト膜は優れた水切れ性を示し、アルカリ現像後においてはレジスト膜の水切れ性が大きく低下する。これにより、レジスト膜表面の現像液やリンス液に対する濡れ性が大きく向上するので、リンス液による洗浄効率が低いこと等に起因するレジスト膜の現像欠陥の発生を抑制できる。   The polymer of the present invention is a polymer having a structural unit (I) derived from the compound (hereinafter also referred to as “polymer (I)”). According to the photoresist composition containing the polymer (I), the resist film exhibits excellent water drainage without separately forming an upper layer film for the purpose of blocking the resist film and the immersion medium. After development, the water drainage of the resist film is greatly reduced. As a result, the wettability of the resist film surface with respect to the developing solution and the rinsing liquid is greatly improved, and thus the occurrence of development defects in the resist film due to the low cleaning efficiency with the rinsing liquid can be suppressed.

当該重合体は、下記式(3)で表される構造単位(III)をさらに有することが好ましい。当該重合体が構造単位(III)をさらに有することによって、当該重合体を含有するフォトレジスト組成物によれば、現像液に対する溶解速度を制御することができ、より良好なレジストパターンを形成できる。

Figure 0005737114
(式(3)中、R11は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R12〜R14は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。但し、R及びRは、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基を形成してもよい。) The polymer preferably further has a structural unit (III) represented by the following formula (3). When the polymer further has the structural unit (III), according to the photoresist composition containing the polymer, the dissolution rate with respect to the developer can be controlled, and a better resist pattern can be formed.
Figure 0005737114
(In Formula (3), R 11 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 12 to R 14 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a carbon number. 4 to 20 alicyclic hydrocarbon groups, provided that R 8 and R 9 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group together with the carbon atom to which they are bonded. Good.)

本発明のフォトレジスト組成物は、
[A]酸解離性基を有する重合体(以下、「[A]重合体」とも称する)、
[B]当該重合体(以下、「[B]重合体」とも称する)、
[C]酸発生体、及び
[D]溶媒
を含有する。
The photoresist composition of the present invention comprises:
[A] a polymer having an acid dissociable group (hereinafter, also referred to as “[A] polymer”),
[B] the polymer (hereinafter also referred to as “[B] polymer”),
[C] an acid generator, and [D] a solvent.

本発明のフォトレジスト組成物は、当該重合体を含有するので、液浸露光プロセスにおいて形成されたレジスト膜が、露光時には優れた水切れ性を示し、アルカリ現像後は水切れ性が大きく低下する。その結果、レジスト膜の現像欠陥の発生が抑制され、良好なレジストパターンを形成できる。   Since the photoresist composition of the present invention contains the polymer, the resist film formed in the immersion exposure process exhibits excellent water drainage at the time of exposure, and the water drainage is greatly reduced after alkali development. As a result, the occurrence of development defects in the resist film is suppressed, and a good resist pattern can be formed.

本発明の化合物、重合体及びフォトレジスト組成物によれば、液浸露光プロセスにおいて形成されたレジスト膜が、露光時には適度に大きい水切れ性を有する一方、アルカリ現像後は水切れ性が大きく低下する。その結果、現像欠陥の発生が抑制され、良好なレジストパターンを形成できる。   According to the compound, polymer and photoresist composition of the present invention, the resist film formed in the immersion exposure process has a reasonably large water drainage property at the time of exposure, while the water drainage property is greatly reduced after alkali development. As a result, development defects are suppressed and a good resist pattern can be formed.

<化合物(1)>
当該化合物は、上記式(1)で表される化合物である。化合物(1)は、上記特定構造を有するので、当該化合物を組み込んだ重合体を含有するフォトレジスト組成物は、液浸露光プロセスにおいて、露光時には大きい動的接触角を示すことにより、レジスト膜表面が優れた水切れ性を示し、現像時には水切れ性が大きく低下することにより、現像欠陥の発生を抑制できる。
<Compound (1)>
The said compound is a compound represented by the said Formula (1). Since the compound (1) has the above specific structure, a photoresist composition containing a polymer incorporating the compound exhibits a large dynamic contact angle during exposure in an immersion exposure process. Exhibits excellent water drainage, and during development, the water drainage is greatly reduced, so that development defects can be suppressed.

上記式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基である。但し、RとRとが互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。但し、R及びRのうち少なくとも1つの基は、フッ素原子を有する。nは1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In said formula (1), R < 1 > is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, there is no case where R 2 and R 3 are both hydroxy groups. R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. However, R 4 and R 5 may be bonded to each other to form a ring structure having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. Some or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. However, at least one group of R 4 and R 5 has a fluorine atom. n is an integer of 1-4. When n is 2 or more, the plurality of R 2 and R 3 may be the same or different.

上記R及びRで表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 and R 3, for example a methyl group, an ethyl group, and a n- propyl group.

上記R及びRで表される炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば炭素数1〜20の1価の炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される1価の有機基等が挙げられ、さらにこれらが置換基を有するものが挙げられる。置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。但し、上記Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 4 and R 5 include, for example, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, —CO—, —COO—, —OCO—, It is composed of at least one group selected from the group consisting of —O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 — and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. A monovalent organic group etc. are mentioned, and what has these further has a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group. However, said R is a hydrogen atom or a C1-C10 monovalent organic group.

炭素数1〜20の1価の炭化水基としては、例えば直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基等が挙げられる。   Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a linear or branched chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms. A hydrocarbon group etc. are mentioned.

上記炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、オクチル基、ドデシル基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and a dodecyl group. It is done.

上記炭素数3〜20の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基等が挙げられる。   Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and a cyclododecyl group.

上記炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。   As said C6-C20 aromatic hydrocarbon group, a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group etc. are mentioned, for example.

上記RとRとが互いに結合して形成してもよい炭素数3〜20の環構造としては、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、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロデカン構造、メチルシクロヘキサン構造、エチルシクロヘキサン構造等の単環式飽和炭化水素構造;
シクロブテン構造、シクロペンテン構造、シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造、シクロペンタジエン構造、シクロヘキサジエン構造、シクロオクタジエン構造、シクロデカジエン構造等の単環式不飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン構造、アダマンタン構造等の多環式飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン構造、ビシクロ[2.2.2]オクテン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン構造等の多環式不飽和炭化水素構造等が挙げられ、さらにこれらの構造に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基が含まれるもの等が挙げられる。RとRとが互いに結合して形成してもよい炭素数3〜20の環構造は置換基を含んでいてもよい。置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。
Examples of the ring structure having 3 to 20 carbon atoms that may be formed by combining R 4 and R 5 with each other include, for example, cyclopropane structure, cyclobutane structure, cyclopentane structure, cyclohexane structure, cycloheptane structure, cyclooctane structure Monocyclic saturated hydrocarbon structures such as cyclodecane structure, methylcyclohexane structure, and ethylcyclohexane structure;
Monocyclic unsaturated hydrocarbon structures such as cyclobutene structure, cyclopentene structure, cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure, cyclopentadiene structure, cyclohexadiene structure, cyclooctadiene structure, cyclodecadiene structure;
Bicyclo [2.2.1] heptane structure, bicyclo [2.2.2] octane structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decane structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbon structures such as dodecane structure and adamantane structure;
Bicyclo [2.2.1] heptene structure, bicyclo [2.2.2] octene structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decene structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecene structure and the like, and polycyclic unsaturated hydrocarbon structures and the like, and -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, -NR-, -CS- , —S—, —SO—, and —SO 2 —, which contain at least one group selected from the group consisting of, and the like. The ring structure having 3 to 20 carbon atoms which R 4 and R 5 may be bonded to each other may contain a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記−CO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状ケトン構造等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of the -CO- and the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic ketone structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−COO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8のラクトン構造等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of the -COO- and the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a lactone structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−O−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状エーテル構造等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of the above -O- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic ether structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−NR−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状アミン構造等が挙げられる。Rで表される炭素数1〜10の有機基としては、それぞれ炭素数1〜10の鎖状炭化水素基、脂肪族環状炭化水素基、芳香族炭化水素基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシ基等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of -NR- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic amine structure having 3 to 8 carbon atoms. Examples of the organic group having 1 to 10 carbon atoms represented by R include a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an aliphatic cyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, an epoxy group, a cyano group, and a carboxy group. Etc.

上記−S−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状チオエーテル構造等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of -S- and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic thioether structure having 3 to 8 carbon atoms.

上記−SO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数〜8の環状スルホキシド構造等が挙げられる。   Examples of the ring structure composed of the -SO- and the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic sulfoxide structure having 8 to 8 carbon atoms.

上記−SO−と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成される環構造としては、炭素数3〜8の環状スルホニル構造等が挙げられる。 Examples of the ring structure composed of the —SO 2 — and the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a cyclic sulfonyl structure having 3 to 8 carbon atoms.

また、上記RとRが結合している炭素原子と共に形成するこの環構造としては、5員環又は6員環構造のものが、合成の容易性の点から好ましい。 As the ring structure formed together with the carbon atom to which R 4 and R 5 are bonded, a 5-membered or 6-membered ring structure is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.

nとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。   n is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

なお、上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つは、フッ素原子を含む1価の有機基である。上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つがフッ素原子を含む1価の有機基であることで、当該化合物を組み込んだ重合体を含有するフォトレジスト組成物は、液浸露光プロセスにおいて、露光時には大きい動的接触角を示すことにより、レジスト膜表面が優れた水切れ性を示し、現像時には水切れ性が大きく低下することにより、現像欠陥の発生を抑制できる。 Note that at least one of R 4 and R 5 in the formula (1) is a monovalent organic group containing a fluorine atom. A photoresist composition containing a polymer in which at least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is a monovalent organic group containing a fluorine atom, and the polymer is incorporated in the immersion exposure process , The resist film surface exhibits excellent water drainage by exhibiting a large dynamic contact angle at the time of exposure, and the occurrence of development defects can be suppressed by significantly reducing the water drainage at the time of development.

上記フッ素原子を有する1価の有機基としては、例えばトリフルオロメチル基やトリフルオロエチル基等の炭素数1〜20のフッ素化炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基と、炭素数1〜20の炭化水素基とから構成されかつ水素原子の一部が少なくともフッ素原子で置換された1価の有機基が挙げられ、さらにこれらが置換基を有するものが挙げられる。置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基を挙げることができる(但し、Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である)。 Examples of the monovalent organic group having a fluorine atom include a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as a trifluoromethyl group and a trifluoroethyl group, -CO-, -COO-, -OCO-,- Composed of at least one group selected from the group consisting of O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —, and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Examples thereof include monovalent organic groups in which a part of hydrogen atoms are substituted with at least fluorine atoms, and further, those having a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group (provided that R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms).

上記フッ素原子を含む1価の有機基は、−R−R、−R−OR又は−R−OCOR、Rは単結合又は2価の連結基であり、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。上記フッ素原子を有する1価の有機基が、上記特定基であることで、効果的に現像後の水切れ性を低下させることができ、結果として、現像欠陥の発生をさらに抑制できる。 A monovalent organic group containing the fluorine atom, -R C -R f, -R C -OR f or -R C -OCOR f, R C is a single bond or a divalent linking group, and R f Is preferably a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group. When the monovalent organic group having a fluorine atom is the specific group, water drainage after development can be effectively reduced, and as a result, development defects can be further suppressed.

上記Rで表される2価の連結基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基又はこれらの基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基のうち1つ又は2つ以上を組み合わせた基等が挙げられる(但し、Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である)。 Examples of the divalent linking group represented by R C include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a group thereof and —CO. One of at least one group selected from the group consisting of —, —COO—, —OCO—, —O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 —; Examples include groups in which two or more are combined (wherein R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms).

上記Rとしては、単結合がより好ましい。 As the R E, a single bond is more preferable.

上記Rで表されるフッ素化アルキル基のアルキル基としては、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−ブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of the fluorinated alkyl group represented by R f include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methylpropyl group. , T-butyl group and the like.

上記Rで表されるヒドロキシフッ素化アルキル基のアルキル基としては、例えば2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of the hydroxyfluorinated alkyl group represented by R f include a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

この中でもRとしては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基が好ましい。 Among these, Rf is preferably a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, or a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

<化合物(1−0)>
化合物(1)の好ましい態様としては、上記式(1)におけるR及びRのうち少なくとも1つが1価の有機基であり、かつRとRとが互いに結合して環構造を形成していない場合において、この1価の有機基はフッ素原子を有するもの(以下、「化合物(1−0)」とも称する)が挙げられる。当該化合物(1−0)を組み込んだ重合体は、レジスト膜において表層側により偏在化する。従って、現像後の水切れ性の低下をより大きくすることができ、結果として現像欠陥の発生をより抑制できる。
<Compound (1-0)>
As a preferred embodiment of the compound (1), at least one of R 4 and R 5 in the above formula (1) is a monovalent organic group, and R 4 and R 5 are bonded to each other to form a ring structure. In this case, the monovalent organic group includes a fluorine atom (hereinafter also referred to as “compound (1-0)”). The polymer incorporating the compound (1-0) is unevenly distributed on the surface layer side in the resist film. Accordingly, it is possible to further reduce the water drainage after development, and as a result, it is possible to further suppress development defects.

上記フッ素原子を有する1価の有機基としては、例えばトリフルオロメチル基やトリフルオロエチル基等の炭素数1〜20のフッ素化炭化水素基、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基と炭素数1〜20の炭化水素基とから構成されかつ水素原子の一部が少なくともフッ素原子で置換された1価の有機基等が挙げられ、さらにこれらが置換基を有するものが挙げられる。置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。) Examples of the monovalent organic group having a fluorine atom include a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as a trifluoromethyl group and a trifluoroethyl group, -CO-, -COO-, -OCO-,- It is composed of at least one group selected from the group consisting of O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 — and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and hydrogen. Examples thereof include monovalent organic groups in which some of the atoms are substituted with at least fluorine atoms, and further, those having a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, and a cyano group. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms. )

上記フッ素原子を有する1価の有機基としては、−R−R、−R−OR又は−R−OCOR、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。上記フッ素原子を有する1価の有機基が、上記特定基であることで、効果的に現像後の水切れ性を低下させることができ、結果として、現像欠陥の発生をさらに抑制できる。 The monovalent organic group having the fluorine atom, -R C -R f, -R C -OR f or -R C -OCOR f, R C is a single bond or a divalent linking group, and R f is A fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group is preferred. When the monovalent organic group having a fluorine atom is the specific group, water drainage after development can be effectively reduced, and as a result, development defects can be further suppressed.

上記Rで表される2価の連結基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基のうち1つ又は2つ以上を組み合わせた基等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the divalent linking group represented by R C include, for example, a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or these groups and- CO -, - COO -, - OCO -, - O -, - NR -, - CS -, - S -, - SO- and -SO 2 - one of the at least one group selected from the group consisting of Or the group etc. which combined 2 or more are mentioned. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記Rとしては、単結合がより好ましい。 As said RC , a single bond is more preferable.

上記Rで表されるフッ素化アルキル基のアルキル基としては、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−ブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of the fluorinated alkyl group represented by R f include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methylpropyl group. , T-butyl group and the like.

上記Rで表されるヒドロキシフッ素化アルキル基のアルキル基としては、例えば2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of the hydroxyfluorinated alkyl group represented by R f include a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

上記Rとしては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル、2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基が好ましい。 R f is preferably a trifluoromethyl group, trifluoroethyl, or 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

化合物(1−0)としては、例えば下記式で表される化合物(1−0−1)〜(1−0−13)等が挙げられる。   Examples of the compound (1-0) include compounds (1-0-1) to (1-0-13) represented by the following formulas.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

化合物(1−0)としては、上記化合物のうち、化合物(1−0−1)及び(1−0−2)が好ましい。   As the compound (1-0), among the above compounds, the compounds (1-0-1) and (1-0-2) are preferable.

<化合物(1−1)>
化合物(1)の好ましい態様としては、上記式(1−1)で表される化合物(1−1)が挙げられる。当該化合物が上記特定構造を有することで、当該化合物を組み込んだ重合体の剛直性が高まり、現像時の水切れ性の低下をより大きくすることができる。結果として現像欠陥の発生をより抑制できる
<Compound (1-1)>
A preferred embodiment of the compound (1) includes the compound (1-1) represented by the above formula (1-1). When the compound has the specific structure, the rigidity of the polymer in which the compound is incorporated is increased, and the decrease in water drainage during development can be further increased. As a result, development defects can be further suppressed.

上記式(1−1)中、R、R、R及びnは、上記式(1)と同義である。Rは、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成する(m+2)価の有機基である。Rは、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜20の有機基である。mは1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のRは、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環構造を形成してもよい。この環構造が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。但し、Rのうち少なくとも1つは、フッ素原子を有する。 In the above formula (1-1), R 1, R 2, R 3 and n have the same meanings as in formula (1). R A is an (m + 2) -valent organic group that forms a ring structure having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring. R B is a fluorine atom, a hydroxy group, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms. m is an integer of 1-6. When m is 2 or more, the plurality of R B may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring structure. Some or all of the hydrogen atoms of the ring structure may be substituted. However, at least one of R B has a fluorine atom.

上記Rとラクトン環を構成している炭素原子とが形成する炭素数3〜20の環構造としては、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、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、シクロデカン構造、メチルシクロヘキサン構造、エチルシクロヘキサン構造等の単環式飽和炭化水素構造;
シクロブテン構造、シクロペンテン構造、シクロヘキセン構造、シクロヘプテン構造、シクロオクテン構造、シクロデセン構造、シクロペンタジエン構造、シクロヘキサジエン構造、シクロオクタジエン構造、シクロデカジエン構造等の単環式不飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン構造、アダマンタン構造等の多環式飽和炭化水素構造;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン構造、ビシクロ[2.2.2]オクテン構造、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン構造、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン構造、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン構造等の多環式不飽和炭化水素構造等が挙げられ、さらにこれらの構造に−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基が含まれるもの等が挙げられる(但し、Rは水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である)。
Examples of the ring structure having 3 to 20 carbon atoms formed by the RA and the carbon atom constituting the lactone ring include, for example, a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, and a cyclooctane structure. Monocyclic saturated hydrocarbon structures such as cyclodecane structure, methylcyclohexane structure, and ethylcyclohexane structure;
Monocyclic unsaturated hydrocarbon structures such as cyclobutene structure, cyclopentene structure, cyclohexene structure, cycloheptene structure, cyclooctene structure, cyclodecene structure, cyclopentadiene structure, cyclohexadiene structure, cyclooctadiene structure, cyclodecadiene structure;
Bicyclo [2.2.1] heptane structure, bicyclo [2.2.2] octane structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decane structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbon structures such as dodecane structure and adamantane structure;
Bicyclo [2.2.1] heptene structure, bicyclo [2.2.2] octene structure, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene structure, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] Decene structure, tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] dodecene structure and the like, and polycyclic unsaturated hydrocarbon structures and the like, and -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, -NR-, -CS- , —S—, —SO—, and —SO 2 —, and the like, which include at least one group selected from the group consisting of —SO— and the like. Group).

上記Rで表される炭素数1〜20の有機基としては、例えば上記R及びRとして例示した炭素数1〜20の1価の有機基と同様の基等が挙げられる。 Examples of the organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R B, for example, such as a monovalent organic group and similar groups in the above R 4 and R 5 carbon atoms exemplified as 20 and the like.

上記Rとしては−R−R、−R−OR又は−R−OCOR、Rは単結合又は2価の連結基、かつRはフッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基であることが好ましい。Rが、上記特定基であることで、効果的に現像後の水切れ性を低下させることができ、結果として、現像欠陥の発生をさらに抑制できる。 It said R as the B -R C -R f, -R C -OR f or -R C -OCOR f, R C is a single bond or a divalent linking group and R f is a fluorinated alkyl group or a hydroxy fluorinated, An alkyl group is preferred. R B is, that it is the specific group, can be effectively reduce the drainage after the development, as a result, can be further suppressed generation of development defects.

上記Rで表される2価の連結基としては、例えば2価の鎖状炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基又はこれらの基と−CO−、−CS−、−O−、−NH−、−S−のうち1つ又は2つ以上を組み合わせた基が挙げられる。 Examples of the divalent linking group represented by R C include a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, a divalent aromatic hydrocarbon group, or a group thereof and —CO. The group which combined 1 or 2 or more among-, -CS-, -O-, -NH-, -S- is mentioned.

上記Rとしては、単結合がより好ましい。 As said RC , a single bond is more preferable.

上記Rで表されるフッ素化アルキル基のアルキル基としては、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−ブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group of the fluorinated alkyl group represented by R f include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, and a 1-methylpropyl group. , T-butyl group and the like.

上記Rで表されるヒドロキシフッ素化アルキル基としては、例えば2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。 Examples of the hydroxyfluorinated alkyl group represented by R f include a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

上記Rとしては、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、2−ヒドロキシ−2−トリフルオロメチル−1,1,1−トリフルオロプロピル基が好ましい。 R f is preferably a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, or a 2-hydroxy-2-trifluoromethyl-1,1,1-trifluoropropyl group.

化合物(1−1)としては、例えば下記式で表される化合物(1−1−1)〜(1−1−18)等が挙げられる。   Examples of the compound (1-1) include compounds (1-1-1) to (1-1-18) represented by the following formulas.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記化合物のうち、化合物(1−1−1)〜(1−1−4)が好ましい。   Of the above compounds, compounds (1-1-1) to (1-1-4) are preferable.

<化合物(1)の製造方法>
化合物(1)の製造方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
<Method for Producing Compound (1)>
As a manufacturing method of a compound (1), the following method is mentioned, for example.

下記式で表される反応に従い、亜鉛を添加したテトラヒドロフラン(THF)等の溶媒中に、ケトン化合物を加え、ブロモアルキル置換アクリル酸エステルを滴下して、室温で攪拌させることで、化合物(1)が合成される。なお、亜鉛が添加されたTHF溶媒中に、化合物の添加前にクロロトリメチルシラン等の活性化剤を添加するとよい。   In accordance with the reaction represented by the following formula, a ketone compound is added to a solvent such as tetrahydrofuran (THF) to which zinc is added, and a bromoalkyl-substituted acrylic ester is added dropwise and stirred at room temperature, whereby compound (1) Is synthesized. Note that an activator such as chlorotrimethylsilane may be added to the THF solvent to which zinc has been added before the compound is added.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記式中、R〜R及びnは、上記式(1)と同義である。R’は、1価の炭化水素基である。 In said formula, R < 1 > -R < 5 > and n are synonymous with the said Formula (1). R ′ is a monovalent hydrocarbon group.

<重合体(I)>
本発明の重合体は、当該化合物(1)に由来する構造単位(I)を有する。重合体(I)を含有するフォトレジスト組成物は、レジスト膜と液浸媒体との遮断を目的とした上層膜等を別途形成することなく、レジスト膜表面は大きい水切れ特性を示し、現像時においてレジスト膜の水切れ性が大きく低下する。これにより、レジスト膜表面の現像液やリンス液に対する濡れ性が大きく向上するので、リンス液による洗浄効率が低いこと等に起因するレジスト膜の現像欠陥の発生を抑制できる。従って、当該重合体は、例えばリソグラフィー技術に用いられるフォトレジスト組成物等の成分として好適である。また、重合体(I)は、構造単位(I)以外にも、フッ素原子を有する構造単位(II)を有してもよい。さらに、重合体(I)は、本発明の効果を損なわない限り他の構造単位を有してもよく、重合体(I)は各構造単位を2種以上有してもよい。以下、各構造単位を詳述する。
<Polymer (I)>
The polymer of the present invention has a structural unit (I) derived from the compound (1). The photoresist composition containing the polymer (I) exhibits a large water drainage characteristic on the resist film surface without separately forming an upper film for the purpose of blocking the resist film from the immersion medium. The drainage of the resist film is greatly reduced. As a result, the wettability of the resist film surface with respect to the developing solution and the rinsing liquid is greatly improved, and thus the occurrence of development defects in the resist film due to the low cleaning efficiency with the rinsing liquid can be suppressed. Accordingly, the polymer is suitable as a component of, for example, a photoresist composition used in lithography technology. In addition to the structural unit (I), the polymer (I) may have a structural unit (II) having a fluorine atom. Furthermore, the polymer (I) may have other structural units as long as the effects of the present invention are not impaired, and the polymer (I) may have two or more kinds of each structural unit. Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[構造単位(I)]
構造単位(I)は、当該化合物(1)に由来する構造単位である。構造単位(I)は、例えば下記式(I−a)等で表される。
[Structural unit (I)]
The structural unit (I) is a structural unit derived from the compound (1). The structural unit (I) is represented by the following formula (Ia), for example.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記式(I−a)中、R〜R及びnは上記式(1)と同義である。 In said formula (Ia), R < 1 > -R < 5 > and n are synonymous with said formula (1).

上記R〜Rで表される基及びnの例としては、化合物(1)の上記式(1)におけるそれぞれと同じものが挙げられる。 Examples of the group represented by R 1 to R 5 and n include the same groups as those in formula (1) of compound (1).

構造単位(I)を与える化合物(1)としては、上記化合物(1)として例示した化合物等が挙げられる。   Examples of the compound (1) that gives the structural unit (I) include the compounds exemplified as the compound (1).

重合体(I)における構造単位(I)の含有割合としては、重合体(I)を構成する全構造単位に対して1モル%以上100モル%以下が好ましく、5モル%以上90モル%以下がより好ましい。構造単位(I)の含有割合を上記範囲とすることで、重合体(I)を含有するフォトレジスト組成物により、レジスト膜と液浸媒体との遮断を目的とした上層膜等を別途形成することなく、レジスト膜表面は大きい水切れ性を示し、現像時においてはレジスト膜の水切れ性が大きく低下する。これにより、レジスト膜表面の現像液やリンス液に対する濡れ性が大きく向上するので、リンス液による洗浄効率が低いこと等に起因するレジスト膜の現像欠陥の発生を抑制できる本発明の効果をより発揮させることができる。   The content ratio of the structural unit (I) in the polymer (I) is preferably 1 mol% or more and 100 mol% or less, preferably 5 mol% or more and 90 mol% or less with respect to all the structural units constituting the polymer (I). Is more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (I) within the above range, an upper layer film or the like for the purpose of blocking the resist film and the immersion medium is separately formed from the photoresist composition containing the polymer (I). Therefore, the resist film surface shows a great water drainage, and the water drainage of the resist film is greatly reduced during development. As a result, the wettability of the resist film surface with respect to the developing solution and the rinsing solution is greatly improved, so that the effect of the present invention that can suppress the occurrence of development defects in the resist film due to the low cleaning efficiency with the rinsing solution is more exhibited. Can be made.

[構造単位(II)]
重合体(I)は、フッ素原子を含む構造単位(II)をさらに有してもよい。構造単位(II)をさらに有することで、重合体(I)のレジスト膜の表層側への偏在化を促進することができる
[Structural unit (II)]
The polymer (I) may further have a structural unit (II) containing a fluorine atom. By further including the structural unit (II), uneven distribution of the polymer (I) on the surface layer side of the resist film can be promoted.

構造単位(II)は、下記式(2−1)及び式(2−2)で表される構造単位からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位であることが好ましい。構造単位(II)が上記特定の構造単位であることによっても、重合体(I)のレジスト膜の表層側への偏在化を促進できると考えられ、結果として、現像時における水切れ性の低下を大きくすることができる。   The structural unit (II) is preferably at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (2-1) and (2-2). It is considered that even when the structural unit (II) is the specific structural unit described above, the uneven distribution of the polymer (I) on the surface layer side of the resist film can be promoted. Can be bigger.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記式(2−1)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Rは、フッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基又はフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基である。但し、上記アルキル基及び脂環式炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。
上記式(2−2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。kは、1〜3の整数である。Rは、(k+1)価の連結基である。Xは、フッ素原子を有する2価の連結基である。R10は、水素原子又は1価の有機基である。但しkが2又は3の場合、複数のX及びR10はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
In the formula (2-1), R 6 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 7 is a linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom. However, one part or all part of the hydrogen atom which the said alkyl group and alicyclic hydrocarbon group have may be substituted.
In the above formula (2-2), R 8 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. k is an integer of 1 to 3. R 9 is a (k + 1) -valent linking group. X is a divalent linking group having a fluorine atom. R 10 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, when k is 2 or 3, a plurality of X and R 10 may be the same or different.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基のうち、炭素数1〜6の直鎖状若しくは分岐状の鎖状炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。 Among linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms and having a fluorine atom represented by R 7, straight-chain or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms Examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.

上記Rで表されるフッ素原子を有する炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基のうち、炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクチルメチル基等が挙げられる。 Among the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms having a fluorine atom represented by R 7 , examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms include a cyclopentyl group. , Cyclopentylpropyl group, cyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclooctylmethyl group and the like.

上記Rで表される(k+1)価の連結基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基とを組み合わせた基等が挙げられる。また、上記(k+1)価の連結基は置換基を有してもよい。上記Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the (k + 1) -valent linking group represented by R 9 include a linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, C6-C30 aromatic hydrocarbon group, or these groups and -CO-, -COO-, -OCO-, -O-, -NR-, -CS-, -S-, -SO- and- And a group in which at least one group selected from the group consisting of SO 2 — is combined. The (k + 1) -valent linking group may have a substituent. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の鎖状炭化水素基としては、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、デカン、イコサン、トリアコンタン等の炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。   Examples of the linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include hydrocarbon groups such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, decane, icosane, and triacontane ( and groups excluding k + 1) hydrogen atoms.

上記炭素数3〜30の脂環式炭化水素基としては、例えば
シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の単環式飽和炭化水素;
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカン、アダマンタン等の多環式飽和炭化水素;
ビシクロ[2.2.1]ヘプテン、ビシクロ[2.2.2]オクテン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デセン、トリシクロ[3.3.1.13,7]デセン、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデセン等の多環式炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms include monocyclic saturated hydrocarbons such as cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclodecane, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane;
Monocyclic unsaturated hydrocarbons such as cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, cyclodecene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, cyclodecadiene;
Bicyclo [2.2.1] heptane, bicyclo [2.2.2] octane, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decane, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . 0 2,7 ] polycyclic saturated hydrocarbons such as dodecane and adamantane;
Bicyclo [2.2.1] heptene, bicyclo [2.2.2] octene, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decene, tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decene, Tetracyclo [6.2.1.1 3,6 . And a group obtained by removing (k + 1) hydrogen atoms from a polycyclic hydrocarbon group such as 0 2,7 ] dodecene.

上記炭素数6〜30の芳香族炭化水素基としては、例えばベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ピレン、ピセン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、クメン等の芳香族炭化水素基から(k+1)個の水素原子を除いた基等が挙げられる。   Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aromatic hydrocarbon groups such as benzene, naphthalene, phenanthrene, anthracene, tetracene, pentacene, pyrene, picene, toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, cumene ( and groups excluding k + 1) hydrogen atoms.

上記Rとしては、炭素数1〜30の分岐状の鎖状炭化水素基が好ましい。 R 9 is preferably a branched chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.

上記Xで表されるフッ素原子を有する2価の連結基としては、例えばフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基、カルボニル基を含むフッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基等が挙げられる。上記フッ素原子を有する炭素数1〜20の2価の鎖状炭化水素基としては、例えば下記式(X−1)〜(X−7)で表される基等が挙げられる。   Examples of the divalent linking group having a fluorine atom represented by X include, for example, a C1-C20 divalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom and a C1-C1 having a fluorine atom containing a carbonyl group. 20 divalent chain hydrocarbon groups and the like. Examples of the C1-C20 divalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom include groups represented by the following formulas (X-1) to (X-7).

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記Xとしては、上記式(X−7)で表される基が好ましい。   X is preferably a group represented by the formula (X-7).

上記R10で表される1価の有機基としては、例えば炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の鎖状炭化水素基、炭素数3〜30の脂環式炭化水素基、炭素数6〜30の芳香族炭化水素基、又はこれらの基と−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−NR−、−CS−、−S−、−SO−及び−SO−からなる群より選ばれる少なくとも1種の基とを組み合わせた基等が挙げられる。Rは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の有機基である。 Examples of the monovalent organic group represented by R 10 include a linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 30 carbon atoms, and the number of carbon atoms. 6-30 aromatic hydrocarbon groups, or these groups and —CO—, —COO—, —OCO—, —O—, —NR—, —CS—, —S—, —SO— and —SO 2 And a group in which at least one group selected from the group consisting of-is combined. R is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 10 carbon atoms.

上記R10としては炭素数1〜30の直鎖状又は分岐状の鎖状炭化水素基が好ましい。 R 10 is preferably a linear or branched chain hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.

構造単位(II)としては、上記式(2−2)で表される構造単位がより好ましい。   As the structural unit (II), a structural unit represented by the above formula (2-2) is more preferable.

上記式(2−1)で表される構造単位を与える単量体としては、例えばトリフルオロメチル(メタ)アクレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−プロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロi−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロt−ブチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ペンチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ)プロピル(メタ)アクリレート、1−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ)ペンタ(メタ)アクリレート、1−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロ)デシル(メタ)アクリレート、1−(5−トリフルオロメチル−3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ)ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the formula (2-1) include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, and perfluoroethyl (meth). Acrylate, perfluoro n-propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) Acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5 , 5-octafluoro) pentyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-o Tafluoro) hexyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3, 4,4,4-heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10, 10-heptadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate and the like.

上記式(2−2)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸2−(1−エトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−(1−t−ブトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−3−プロピル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ブチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−5−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸(1,1,1−トリフルオロ−2−トリフルオロメチル−2−ヒドロキシ−4−ペンチル)エステル、(メタ)アクリル酸2−{[5−(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−トリフルオロメチル−2’−ヒドロキシ)プロピル]ビシクロ[2.2.1]ヘプチル}エステル等が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリル酸2−(1−t−ブトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステル及び(メタ)アクリル酸2−(1−エトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステルが好ましい。   Examples of the monomer that gives the structural unit represented by the above formula (2-2) include (meth) acrylic acid 2- (1-ethoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester, (meth) acrylic acid 2 -(1-t-butoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-3-propyl) ester, ( (Meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl) -2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) Ter, (meth) acrylic acid 2-{[5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} Examples include esters. Of these, (meth) acrylic acid 2- (1-t-butoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester and (meth) acrylic acid 2- (1-ethoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl ester are preferable.

重合体(I)における構造単位(II)の含有割合としては、[B]重合体を構成する全構造単位に対して0モル%以上90モル%以下が好ましく、0モル%以上80モル%以下がより好ましい。   The content ratio of the structural unit (II) in the polymer (I) is preferably 0 mol% or more and 90 mol% or less, and 0 mol% or more and 80 mol% or less with respect to all the structural units constituting the [B] polymer. Is more preferable.

[構造単位(III)]
重合体(I)は、上記式(3)で表される構造単位(III)をさらに有することが好ましい。重合体(I)が構造単位(III)をさらに有すると、当該重合体を含有するフォトレジスト組成物によれば、現像液に対する溶解速度を制御することができ、より良好なレジストパターンを形成することができる。
[Structural unit (III)]
The polymer (I) preferably further has a structural unit (III) represented by the above formula (3). When the polymer (I) further has the structural unit (III), according to the photoresist composition containing the polymer, the dissolution rate in the developer can be controlled, and a better resist pattern is formed. be able to.

上記式(3)中、R11は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R12〜R14は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。但し、R12及びR13は、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基を形成してもよい。 In the formula (3), R 11 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. R 12 to R 14 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms. However, R 12 and R 13 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group together with the carbon atom to which they are bonded.

上記R12〜R14で表される炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。 As a C1-C6 alkyl group represented by said R < 12 > -R < 14 >, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example.

上記R12〜R14で表される炭素数4〜20の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms represented by R 12 to R 14 include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, an adamantyl group, and the like.

上記R12及びR13が互いに結合して形成してもよい2価の脂環式炭化水素基としては、例えばシクロペンタンジイル基、ノルボルナンジイル基、アダマンタンジイル基等が挙げられる。 Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group that R 12 and R 13 may be bonded to each other include a cyclopentanediyl group, a norbornanediyl group, an adamantanediyl group, and the like.

構造単位(III)を与える単量体としては、例えば下記式で表される単量体(3−1)〜(3−11)等が挙げられる。

Figure 0005737114
Examples of the monomer that gives the structural unit (III) include monomers (3-1) to (3-11) represented by the following formulas.
Figure 0005737114

上記単量体のうち、単量体(3−2)、(3−3)、(3−8)、(3−9)及び(3−11)が好ましい。   Among the above monomers, monomers (3-2), (3-3), (3-8), (3-9) and (3-11) are preferable.

重合体(I)における構造単位(III)の含有割合としては、重合体(I)を構成する全構造単位に対して10モル%以上60モル%以下が好ましく、15モル%以上55モル%以下がより好ましい。構造単位(III)の含有割合を上記範囲とすることで、重合体(I)を含有するフォトレジスト組成物によれば、現像液に対する溶解速度を制御することができ、より良好なレジストパターンを形成できる。   As a content rate of structural unit (III) in polymer (I), 10 mol% or more and 60 mol% or less are preferable with respect to all the structural units which comprise polymer (I), 15 mol% or more and 55 mol% or less Is more preferable. By setting the content ratio of the structural unit (III) in the above range, according to the photoresist composition containing the polymer (I), the dissolution rate in the developer can be controlled, and a better resist pattern can be obtained. Can be formed.

<重合体(I)の製造方法>
重合体(I)は、例えば化合物(1)及び必要に応じて他の単量体を、ラジカル重合等の常法に従って製造できる。製造方法としては、例えば単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等が挙げられる。
<Method for producing polymer (I)>
The polymer (I) can be produced by, for example, compound (1) and other monomers as necessary according to a conventional method such as radical polymerization. Examples of the production method include a method in which a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing the monomer to cause a polymerization reaction; a solution containing the monomer and a radical initiator A solution containing each of the monomers separately added to a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; a plurality of types of solutions containing each monomer; and a solution containing a radical initiator And a method of dropping them into a reaction solvent or a monomer-containing solution to cause a polymerization reaction.

上記重合に使用される溶媒としては、例えば
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、2−ブタノン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。なお、これらの溶媒は、2種以上を併用してもよい。
Examples of the solvent used for the polymerization include alkanes such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane;
Cycloalkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, norbornane;
Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene;
Halogenated hydrocarbons such as chlorobutanes, bromohexanes, dichloroethanes, hexamethylene dibromide, chlorobenzene;
Saturated carboxylic acid esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate and methyl propionate;
Ketones such as acetone, 2-butanone, 4-methyl-2-pentanone, 2-heptanone;
Ethers such as tetrahydrofuran, dimethoxyethanes, diethoxyethanes;
Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 4-methyl-2-pentanol. In addition, these solvents may use 2 or more types together.

上記重合における反応温度としては、通常40℃〜150℃であり、好ましくは50℃〜120℃である。反応時間としては、通常1時間〜48時間であり、好ましくは1時間〜24時間である。   As reaction temperature in the said superposition | polymerization, it is 40 to 150 degreeC normally, Preferably it is 50 to 120 degreeC. The reaction time is usually 1 hour to 48 hours, preferably 1 hour to 24 hours.

上記ラジカル開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル等が挙げられる。これらのラジカル開始剤は2種以上を混合して使用できる。   Examples of the radical initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( 2-cyclopropylpropionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and the like. These radical initiators can be used in combination of two or more.

重合反応により得られた重合体は、再沈殿法により回収することができる。再沈溶媒としては、アルコール系溶媒等を使用できる。   The polymer obtained by the polymerization reaction can be recovered by a reprecipitation method. As the reprecipitation solvent, an alcohol solvent or the like can be used.

重合体(I)を合成するための重合反応においては、分子量を調整するために、分子量調整剤を使用できる。分子量調整剤としては、例えばクロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類;n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。   In the polymerization reaction for synthesizing the polymer (I), a molecular weight modifier can be used to adjust the molecular weight. Examples of the molecular weight modifier include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrabromide; mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, and thioglycolic acid; Xanthogens such as xanthogen sulfide and diisopropylxanthogen disulfide; terpinolene, α-methylstyrene dimer and the like.

重合体(I)のMwとしては、1,000〜50,000が好ましく、2,000〜30,000がより好ましく、3,000〜15,000がさらに好ましい。重合体(I)のMwが1,000未満の場合、十分な後退接触角を得ることができない傾向にある。一方、重合体(I)のMwが5,0000を超えると、レジストとした際の現像性が低下する傾向にある。   The Mw of the polymer (I) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 30,000, and further preferably 3,000 to 15,000. When Mw of the polymer (I) is less than 1,000, there is a tendency that a sufficient receding contact angle cannot be obtained. On the other hand, when the Mw of the polymer (I) exceeds 5,0000, the developability when used as a resist tends to be lowered.

重合体(I)のMwとGPC法によるポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)としては、1〜5が好ましく、1〜3がより好ましい。   The ratio (Mw / Mn) between the Mw of the polymer (I) and the polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) by the GPC method is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 3.

なお、本明細書におけるMw及びMnは、以下条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した値である。   In addition, Mw and Mn in the present specification are values measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.

カラム:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、及びG4000HXL 1本(東ソー製)
移動相:テトラヒドロフラン
カラム温度:40℃
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
Column: 2 G2000HXL, 1 G3000HXL, and 1 G4000HXL (manufactured by Tosoh)
Mobile phase: Tetrahydrofuran Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0 mass%
Sample injection volume: 100 μL
Detector: Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene

<フォトレジスト組成物>
本発明のフォトレジスト組成物は、[A]重合体、[B]重合体、[C]酸発生体及び[D]溶媒を含有する。また、当該フォトレジスト組成物は、好適成分として[E]酸拡散制御体を含有してもよく、さらに、本発明の効果を損なわない限りその他の任意成分を含有してもよい。
<Photoresist composition>
The photoresist composition of the present invention contains [A] polymer, [B] polymer, [C] acid generator and [D] solvent. Moreover, the said photoresist composition may contain an [E] acid diffusion control body as a suitable component, and also may contain other arbitrary components, unless the effect of this invention is impaired.

<[A]重合体>
[A]重合体は酸解離性基を有する重合体である。また、[A]重合体は、当該フォトレジスト組成物におけるベース重合体となる。なお、「ベース重合体」とは、フォトレジスト組成物から形成されるレジスト膜を構成する重合体の主成分となる重合体をいい、好ましくは、レジスト膜を構成する全重合体に対して50質量%以上を占める重合体をいう。[A]重合体は、酸解離性基を有する重合体であれば、その具体的な構造は特に限定されるものではない。酸解離性基を含む構造単位としては、例えば上記重合体(I)における構造単位(III)等が挙げられる。また、[A]重合体は、構造単位(I)以外の構造単位であってラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位(IV)をさらに有することが好ましい。また、[A]重合体は、フッ素原子を有する構造単位として、例えば上述した重合体(I)における構造単位(II)等を有してもよい。さらに、[A]重合体は、本発明の効果を損なわない限りその他の構造単位を有してもよく、[A]重合体は、各構造単位を2種以上有していてもよい。以下、各構造単位を詳述する。
<[A] polymer>
[A] The polymer is a polymer having an acid dissociable group. Moreover, [A] polymer turns into a base polymer in the said photoresist composition. The “base polymer” refers to a polymer that is a main component of a polymer that constitutes a resist film formed from a photoresist composition, and preferably 50% of the total polymer that constitutes the resist film. A polymer occupying at least mass%. [A] The specific structure of the polymer is not particularly limited as long as it is a polymer having an acid dissociable group. Examples of the structural unit containing an acid dissociable group include the structural unit (III) in the polymer (I). [A] The polymer further has at least one structural unit (IV) selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure, which is a structural unit other than the structural unit (I). Is preferred. [A] The polymer may have, for example, the structural unit (II) in the polymer (I) described above as the structural unit having a fluorine atom. Furthermore, the [A] polymer may have other structural units as long as the effects of the present invention are not impaired, and the [A] polymer may have two or more kinds of each structural unit. Hereinafter, each structural unit will be described in detail.

[構造単位(III)]
[A]重合体は、酸解離性基を有する構造単位として、例えば上述した重合体(I)における構造単位(III)を有する。[A]重合体が酸解離性基を含む構造単位を有すると、[C]酸発生剤から発生する酸の作用により、酸解離性基が解離して、カルボキシ基が発生し、極性が変化して現像液に対する溶解性が変化する。その結果、レジストパターンを形成することができる。
[Structural unit (III)]
[A] The polymer has, for example, the structural unit (III) in the polymer (I) described above as the structural unit having an acid-dissociable group. [A] When the polymer has a structural unit containing an acid-dissociable group, [C] the acid-dissociable group is dissociated by the action of the acid generated from the acid generator, a carboxy group is generated, and the polarity changes. As a result, the solubility in the developer changes. As a result, a resist pattern can be formed.

[A]重合体における酸解離性基を含む構造単位の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して5モル%以上90モル%以下が好ましく、10モル%以上85モル%以下がより好ましい。[A]重合体における酸解離性基を含む構造単位の含有割合を上記範囲とすることで、当該フォトレジスト組成物は、感度等をより向上させることができる。   [A] The content ratio of the structural unit containing an acid-dissociable group in the polymer is preferably 5 mol% or more and 90 mol% or less, and preferably 10 mol% or more and 85 mol% with respect to all structural units constituting the [A] polymer. The mol% or less is more preferable. [A] By making the content rate of the structural unit containing an acid dissociable group in a polymer into the said range, the said photoresist composition can improve a sensitivity etc. more.

[構造単位(II)]
[A]重合体は、フッ素原子を含む構造単位(II)を有してもよい。構造単位(II)は上述した重合体(I)における構造単位(II)と同じである。
[Structural unit (II)]
[A] The polymer may have a structural unit (II) containing a fluorine atom. The structural unit (II) is the same as the structural unit (II) in the polymer (I) described above.

[A]重合体における構造単位(II)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して0モル%以上95モル%以下が好ましく、5モル%以上85モル%以下がより好ましい。   [A] The content of the structural unit (II) in the polymer is preferably 0 mol% or more and 95 mol% or less, and preferably 5 mol% or more and 85 mol% or less with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. Is more preferable.

[A]重合体が構造単位(II)を有する場合の構造単位(II)を与える単量体としては、(メタ)アクリル酸2−(1−t−ブトキシカルボニル−1,1−ジフルオロ)ブチルエステルが好ましい。   [A] The monomer that gives the structural unit (II) when the polymer has the structural unit (II) is 2- (1-t-butoxycarbonyl-1,1-difluoro) butyl (meth) acrylate Esters are preferred.

[構造単位(IV)]
[A]重合体は、構造単位(I)以外の構造単位であって、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選択される少なくとも1種の構造単位(IV)を有することが好ましい。[A]重合体が構造単位(IV)を有することで、レジスト膜の基板への密着性等を高めることができる。
[Structural unit (IV)]
[A] The polymer is preferably a structural unit other than the structural unit (I), and has at least one structural unit (IV) selected from the group consisting of a lactone structure, a cyclic carbonate structure and a sultone structure. . [A] When the polymer has the structural unit (IV), the adhesion of the resist film to the substrate can be enhanced.

構造単位(IV)を与える単量体としては、例えば下記式で表される単量体が挙げられる。   As a monomer which gives structural unit (IV), the monomer represented by a following formula is mentioned, for example.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記単量体のうち、単量体(4−1)及び単量体(4−2)が好ましい。   Of the above monomers, monomer (4-1) and monomer (4-2) are preferred.

[A]重合体における構造単位(IV)の含有割合としては、[A]重合体を構成する全構造単位に対して10モル%以上65モル%以下が好ましく、15モル%以上60モル%以下がより好ましい。構造単位(IV)の含有割合を上記範囲とすることでレジスト膜の密着性を高めることができる。   [A] The content ratio of the structural unit (IV) in the polymer is preferably 10 mol% or more and 65 mol% or less, and 15 mol% or more and 60 mol% or less with respect to all the structural units constituting the [A] polymer. Is more preferable. The adhesiveness of a resist film can be improved by making the content rate of structural unit (IV) into the said range.

[他の構造単位]
[A]重合体はさらに、他の構造単位として、例えば極性基を含む構造単位等を有してもよい。極性基としては、カルボキシ基、ヒドロキシ基が好ましい。
[Other structural units]
[A] The polymer may further have, for example, a structural unit containing a polar group as another structural unit. As the polar group, a carboxy group and a hydroxy group are preferable.

[A]重合体の含有量としては、当該フォトレジスト組成物中の全固形分に対して、通常70質量%以上であり、80質量%以外が好ましい。   [A] The content of the polymer is usually 70% by mass or more and preferably other than 80% by mass with respect to the total solid content in the photoresist composition.

<[A]重合体の合成方法>
[A]重合体は、酸解離性基を含む構造単位を与える単量体等を用い、ラジカル重合等の常法に従って合成できる。合成方法としては、例えば単量体及びラジカル開始剤を含有する溶液を、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;単量体を含有する溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法;各々の単量体を含有する複数種の溶液と、ラジカル開始剤を含有する溶液とを各別に、反応溶媒又は単量体を含有する溶液に滴下して重合反応させる方法等が挙げられる。
<[A] Polymer Synthesis Method>
[A] The polymer can be synthesized according to a conventional method such as radical polymerization using a monomer or the like that gives a structural unit containing an acid-dissociable group. Examples of the synthesis method include a method in which a solution containing a monomer and a radical initiator is dropped into a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; a solution containing the monomer and a radical initiator A solution containing each of the monomers separately added to a reaction solvent or a solution containing a monomer to cause a polymerization reaction; a plurality of types of solutions containing each monomer; and a solution containing a radical initiator And a method of dropping them into a reaction solvent or a monomer-containing solution to cause a polymerization reaction.

溶媒、温度等の条件は重合体(I)の製造方法と同様にすることができる。   Conditions such as solvent and temperature can be the same as in the production method of the polymer (I).

[A]重合体のMwとしては、1,000〜20,000が好ましく、2,000〜10,000がより好ましい。[A]重合体のMwを上記範囲とすることで、当該フォトレジスト組成物は感度等のリソグラフィー性能に優れたものとなる。   [A] The Mw of the polymer is preferably 1,000 to 20,000, more preferably 2,000 to 10,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, the said photoresist composition will become the thing excellent in lithography performance, such as a sensitivity.

[A]重合体のMwの比(Mw/Mn)は、通常1以上5以下であり、1以上3以下が好ましく、1以上2以下がより好ましい。Mw/Mnを上記範囲とすることで、当該フォトレジスト組成物は感度等のリソグラフィー性能、及びエッチング耐性に優れたものとなる。   [A] The Mw ratio (Mw / Mn) of the polymer is usually from 1 to 5, preferably from 1 to 3, more preferably from 1 to 2. By setting Mw / Mn in the above range, the photoresist composition has excellent lithography performance such as sensitivity and etching resistance.

<[B]重合体>
[B]重合体は、当該重合体である。[B]重合体は、「表面疎水化重合体」として機能する。「表面疎水化重合体」とは、フォトレジスト組成物に含有させることで、形成されるレジスト膜の表層側に偏在化する傾向を有する副成分の重合体をいう。当該フォトレジスト組成物がこのような[A]重合体と[B]重合体とを含有することで、レジスト膜を形成した際に[B]重合体が偏在化して、露光時にレジスト膜表面を疎水化することにより、液浸露光における高速スキャン等を可能にすることができる。
<[B] polymer>
[B] The polymer is the polymer. [B] The polymer functions as a “surface hydrophobized polymer”. The “surface hydrophobized polymer” refers to a subcomponent polymer that tends to be unevenly distributed on the surface layer side of a resist film to be formed by being contained in a photoresist composition. When the photoresist composition contains such [A] polymer and [B] polymer, the [B] polymer is unevenly distributed when the resist film is formed, and the resist film surface is exposed during exposure. Hydrophobizing can enable high-speed scanning in immersion exposure.

当該フォトレジスト組成物において、[B]重合体が表面疎水化重合体として良好に機能するには、[A]重合体よりも、[B]重合体のフッ素原子含有率が高いことが好ましい。これにより、より効果的に[B]重合体が、レジスト膜の表層側に偏在化する。また、[B]重合体のフッ素原子含有率は5質量%以上であることが好ましく、7質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましい。一方、[A]重合体のフッ素原子含有率としては、5質量%未満が好ましく、3質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。なお、フッ素原子含有率は、13C−NMRを用いて重合体の構造を同定し、この構造から算出することができる。 In the photoresist composition, in order for the [B] polymer to function well as a surface hydrophobizing polymer, the fluorine atom content of the [B] polymer is preferably higher than that of the [A] polymer. Thereby, the [B] polymer is more unevenly distributed on the surface layer side of the resist film. [B] The fluorine atom content of the polymer is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more. On the other hand, the fluorine atom content of the [A] polymer is preferably less than 5% by mass, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less. The fluorine atom content can be calculated from this structure by identifying the structure of the polymer using 13 C-NMR.

[B]重合体としては、上記重合体(I)として例示した重合体等が挙げられる。   [B] Examples of the polymer include the polymers exemplified as the polymer (I).

[B]重合体の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して0.01質量部以上20質量部以下が好ましく、0.1質量部以上15質量部以下がより好ましく、0.3質量部以上10質量部以下がさらに好ましい。   [B] The content of the polymer is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. More preferably, it is 3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.

<[C]酸発生体>
当該フォトレジスト組成物は[C]酸発生体を含有する。[C]酸発生体は、露光により酸を発生し、その酸により[A]重合体が有する酸解離性基を解離させ、カルボキシ基を発生させる。その結果、[A]重合体の極性が増大し、露光部における[A]重合体が現像液に対して可溶性となる。当該フォトレジスト組成物における[C]酸発生体の含有形態としては、後述するような化合物の形態(以下、適宜「[C]酸発生剤」とも称する)でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[C] acid generator>
The photoresist composition contains a [C] acid generator. The [C] acid generator generates an acid upon exposure, and the acid dissociable group of the [A] polymer is dissociated by the acid to generate a carboxy group. As a result, the polarity of the [A] polymer increases and the [A] polymer in the exposed area becomes soluble in the developer. As the form of inclusion of the [C] acid generator in the photoresist composition, the form of a compound as will be described later (hereinafter also referred to as “[C] acid generator” as appropriate) is incorporated as part of the polymer. Either of these forms may be used.

[C]酸発生剤としては、例えばオニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物等が挙げられる。これらのうち、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物が好ましい。   [C] Examples of the acid generator include onium salt compounds, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazoketone compounds, and the like. Of these, onium salt compounds and sulfonimide compounds are preferred.

オニウム塩化合物としては、例えばスルホニウム塩(テトラヒドロチオフェニウム塩を含む)、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。これらのうち、スルホニウム塩、ヨードニウム塩が好ましい。   Examples of the onium salt compound include sulfonium salts (including tetrahydrothiophenium salts), iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts, and the like. Of these, sulfonium salts and iodonium salts are preferred.

スルホニウム塩としては、例えばトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム2−(1−アダマンチル)−1,1−ジフルオロエタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−シクロヘキシルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、4−メタンスルホニルフェニルジフェニルスルホニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム1,1,2,2−テトラフルオロ−6−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)−ヘキサン−1−スルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt include triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept- 2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (1-adamantyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenyl Sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4- Methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl -1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantylcarbonyloxy) -hexane-1-s Honeto, and the like.

テトラヒドロチオフェニウム塩としては、例えば1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(6−n−ブトキシナフタレン−2−イル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the tetrahydrothiophenium salt include 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium nona. Fluoro-n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophene Nitro 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium trifluoromethane Sulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene-2 Yl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium perfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene- 2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) Tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydro Thiophenium perfluoro-n-octance Phonates, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, etc. Can be mentioned.

ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホネート等が挙げられる。   Examples of the iodonium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl- 1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t -Butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetra Le Oro ethanesulfonate.

スルホンイミド化合物としては、例えばN−(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(パーフルオロ−n−オクタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(2−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−イル−1,1,2,2−テトラフルオロエタンスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシイミド等が挙げられる。   Examples of the sulfonimide compound include N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [ 2.2.1] Hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3- Dicarboximide, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene -2,3-dicarboximide and the like.

これらの[C]酸発生剤のうち、オニウム塩化合物がより好ましい。   Of these [C] acid generators, onium salt compounds are more preferred.

これらの[C]酸発生剤は、2種以上を併用することができる。[C]酸発生体が[C]酸発生剤である場合の含有量としては、レジストとしての感度及び現像性を確保する観点から、[A]重合体100質量部に対して、通常0.1質量部以上20質量部以下、好ましくは0.5質量部以上15質量部以下である。[C]酸発生体の含有量が0.1質量部未満の場合、フォトレジスト組成物の感度及び現像性が低下する傾向がある。一方、[C]酸発生体の含有量が20質量部を超えると、放射線に対する透明性が低下する傾向がある。   These [C] acid generators can use 2 or more types together. The content when the [C] acid generator is a [C] acid generator is usually from 0 to 100 parts by mass of the [A] polymer from the viewpoint of ensuring sensitivity and developability as a resist. 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 0.5 part by mass or more and 15 parts by mass or less. [C] When the content of the acid generator is less than 0.1 parts by mass, the sensitivity and developability of the photoresist composition tend to decrease. On the other hand, when the content of the [C] acid generator exceeds 20 parts by mass, transparency to radiation tends to decrease.

<[D]溶媒>
当該フォトレジスト組成物は、通常、[D]溶媒を含有する。[D]溶媒としては、各成分を均一に溶解又は分散し、各成分と反応しないものが好適に用いられる。[D]溶媒としては、例えばアルコール類、エーテル類、ケトン類、アミド類、エステル類等が挙げられる。なお、これらの有機溶媒は、2種以上を併用することができる。
<[D] solvent>
The photoresist composition usually contains a [D] solvent. [D] As the solvent, a solvent in which each component is uniformly dissolved or dispersed and does not react with each component is preferably used. [D] Examples of the solvent include alcohols, ethers, ketones, amides, esters and the like. In addition, these organic solvents can use 2 or more types together.

アルコール類としては、例えば
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール類;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール類;
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、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル類等が挙げられる。
Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, tert-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-he Monoalcohols such as butadecyl alcohol, furfuryl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Polyhydric alcohols such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol Monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether and dipropylene glycol monopropyl ether, and the like.

エーテル類としては、例えばジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、メトキシベンゼン等が挙げられる。   Examples of ethers include diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diphenyl ether, methoxybenzene and the like.

ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−iso−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−iso−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等のケトン類が挙げられる。   Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, and methyl-n-hexyl. Examples of the ketone include ketones such as ketone, di-iso-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, and acetophenone.

アミド類としては、例えばN,N’−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   Examples of amides include N, N′-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N -Methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like.

エステル類としては、例えばジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。   Examples of the esters include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-acetate. Butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate , Ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol acetate Mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate Methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, Examples include diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, and γ-butyrolactone.

炭化水素類としては、例えば
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbons include n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane, Aliphatic hydrocarbons such as methylcyclohexane;
Fragrances such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene and n-amylnaphthalene Group hydrocarbons and the like.

これらのうち、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトンが好ましい。   Of these, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, and γ-butyrolactone are preferred.

<[E]酸拡散制御体>
当該フォトレジスト組成物は、[E]酸拡散制御体を含有することが好ましい。[E]酸拡散制御剤は、露光により[C]酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏する。当該フォトレジスト組成物における[E]酸拡散制御体の含有形態としては、後述するような化合物の形態(以下、適宜「[E]酸拡散制御剤」とも称する)でも重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
<[E] Acid diffusion controller>
The photoresist composition preferably contains an [E] acid diffusion controller. [E] The acid diffusion controller controls the diffusion phenomenon of the acid generated from the [C] acid generator upon exposure in the resist film, and has the effect of suppressing undesirable chemical reactions in the non-exposed areas. As the form of inclusion of the [E] acid diffusion controller in the photoresist composition, a compound form as will be described later (hereinafter also referred to as “[E] acid diffusion controller” as appropriate) is incorporated as part of the polymer. Or both of these forms.

[E]酸拡散制御剤としては、例えばN−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−オクチルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−ノニルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジ−n−デシルアミン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−アミロキシカルボニルジシクロヘキシルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−2−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、N−t−アミロキシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミン、(S)−(−)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(S)−(−)−1−(t−アミロキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−ブトキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、(R)−(+)−1−(t−アミロキシカルボニル)−2−ピロリジンメタノール、N−t−ブトキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−アミロキシカルボニル−4−ヒドロキシピペリジン、N−t−ブトキシカルボニルピロリジン、N−t−アミロキシカルボニルピロリジン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルピペラジン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニルピペラジン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−アミロキシカルボニル−1−アダマンチルアミン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−アミロキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラ−t−アミロキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,10−ジアミノデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−1,12−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−アミロキシカルボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−アミロキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール、N−t−アミロキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物等が挙げられる。   [E] Examples of the acid diffusion controller include Nt-butoxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-octylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-nonylamine, Nt-butoxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-amyloxycarbonyldi-n-decylamine, Nt-butoxycarbonyldicyclohexylamine, Nt -Amyloxycarbonyldicyclohexylamine, Nt-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-2-adamantylamine, Nt-amyloxy Carbonyl-2-adamantylamine, Nt-butoxycal Nyl-N-methyl-1-adamantylamine, Nt-amyloxycarbonyl-N-methyl-1-adamantylamine, (S)-(−)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (S)-(−)-1- (t-amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-(+)-1- (t-butoxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, (R)-( +)-1- (t-amyloxycarbonyl) -2-pyrrolidinemethanol, Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine N-N-amyloxycarbonylpyrrolidine, N, N′-di-t-butoxycarbonylpiperazine, N, N′-di-t-a Roxycarbonylpiperazine, N, N-di-t-butoxycarbonyl-1-adamantylamine, N, N-di-t-amyloxycarbonyl-1-adamantylamine, Nt-butoxycarbonyl-4,4′-diamino Diphenylmethane, Nt-amyloxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-amyloxycarbonylhexamethylenediamine, N , N, N ′, N′-tetra-t-butoxycarbonylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetra-t-amyloxycarbonylhexamethylenediamine, N, N′-di-t-butoxy Carbonyl-1,7-diaminoheptane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,7-di Aminoheptane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N'-di-t-amyloxycarbonyl-1,8-diaminooctane, N, N'-di-t -Butoxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N'-di-t-amyloxycarbonyl-1,9-diaminononane, N, N'-di-t-butoxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-1,10-diaminodecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-1,12-diaminododecane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl- 1,12-diaminododecane, N, N′-di-t-butoxycarbonyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, N, N′-di-t-amyloxycarbonyl-4,4′-diamy Diphenylmethane, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonylbenzimidazole, Nt-amyloxycarbonyl-2-methylbenzimidazole, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole, Nt -Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds such as -amyloxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole.

また、[E]酸拡散制御剤としては、上記N−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化合物以外にも、例えば3級アミン化合物、4級アンモニウムヒドロキシド化合物等が挙げられる。   [E] In addition to the Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compound, examples of the acid diffusion controller include tertiary amine compounds and quaternary ammonium hydroxide compounds.

上記3級アミン化合物としては、例えば
トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;
アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン等の芳香族アミン類;
トリエタノールアミン、N,N−ジ(ヒドロキシエチル)アニリン等のアルカノールアミン類;
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼンテトラメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エーテル等が挙げられる。
Examples of the tertiary amine compound include triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octyl. Tri (cyclo) alkylamines such as amine, cyclohexyldimethylamine, dicyclohexylmethylamine, and tricyclohexylamine;
Fragrances such as aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,6-diisopropylaniline Group amines;
Alkanolamines such as triethanolamine and N, N-di (hydroxyethyl) aniline;
N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, 1,3-bis [1- (4-aminophenyl) -1- Methylethyl] benzenetetramethylenediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-diethylaminoethyl) ether and the like.

上記4級アンモニウムヒドロキシド化合物としては、例えばテトラ−n−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium hydroxide compound include tetra-n-propylammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium hydroxide.

さらに、[E]酸拡散制御剤としては、露光により分解して酸拡散制御性としての塩基性を失うオニウム塩化合物を用いることもできる。このようなオニウム塩化合物としては、例えば下記式(5−1)で表されるスルホニウム塩化合物、式(5−2)で表されるヨードニウム塩化合物等が挙げられる。   Furthermore, as the [E] acid diffusion control agent, an onium salt compound that decomposes upon exposure and loses basicity as acid diffusion controllability can be used. Examples of such an onium salt compound include a sulfonium salt compound represented by the following formula (5-1), an iodonium salt compound represented by the formula (5-2), and the like.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記式(5−1)及び式(5−2)中、R15〜R19は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子である。Anbは、OH、R20−COO、R20−SO 、又は下記式(6)で表されるアニオンである。R20は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基又はアルカノール基である。 In the above formulas (5-1) and (5-2), R 15 to R 19 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxy group, or a halogen atom. Anb is OH , R 20 —COO , R 20 —SO 3 , or an anion represented by the following formula (6). R 20 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkanol group.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

上記スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物としては、例えばトリフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、トリフェニルスルホニウムアセテート、トリフェニルスルホニウムサリチレート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムハイドロオキサイド、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムアセテート、ジフェニル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムハイドロオキサイド、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムサリチレート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムハイドロオキサイド、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムアセテート、4−t−ブチルフェニル−4−ヒドロキシフェニルヨードニウムサリチレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム10−カンファースルホネート、ジフェニルヨードニウム10−カンファースルホネート、トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート、4−t−ブトキシフェニル・ジフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート等が挙げられる。   Examples of the sulfonium salt compound and iodonium salt compound include triphenylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium acetate, triphenylsulfonium salicylate, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium hydroxide, diphenyl-4-hydroxyphenylsulfonium acetate, and diphenyl. -4-hydroxyphenylsulfonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis (4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hydroxide, bis ( 4-t-butylphenyl) iodonium acetate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium salicylate, 4-t-butyl Phenyl-4-hydroxyphenyliodonium hydroxide, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium acetate, 4-t-butylphenyl-4-hydroxyphenyliodonium salicylate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium Examples thereof include 10-camphor sulfonate, diphenyliodonium 10-camphor sulfonate, triphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, 4-t-butoxyphenyl diphenylsulfonium 10-camphor sulfonate, and the like.

[E]酸拡散制御剤は2種以上を併用してもよい。[E]酸拡散制御剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上15質量部以下である。[E]酸拡散制御剤の含有量を上記特定範囲とすることで、パターン現像性等がより向上する。   [E] Two or more acid diffusion control agents may be used in combination. [E] The content of the acid diffusion controller is preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [A]. It is below mass parts. [E] By making the content of the acid diffusion control agent in the specific range, pattern developability and the like are further improved.

<他の任意成分>
当該フォトレジスト組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤、増感剤等の他の任意成分を含有してもよい。なお、当該フォトレジスト組成物は、上記その他の任意成分を2種以上含有してもよい。
<Other optional components>
The said photoresist composition may contain other arbitrary components, such as surfactant and a sensitizer, in the range which does not impair the effect of this invention. In addition, the said photoresist composition may contain 2 or more types of said other arbitrary components.

[界面活性剤]
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤が挙げられる。市販品としては、例えばKP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、大日本インキ化学工業製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子工業製)等が挙げられる。
[Surfactant]
Surfactants have the effect of improving coatability, striation, developability, and the like. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene n-octylphenyl ether, polyoxyethylene n-nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol diacrylate. Nonionic surfactants such as stearate are listed. Examples of commercially available products include KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No. 75, no. 95 (above, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products), MegaFac F171, F173 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals), Fluorad FC430, FC431 ( As above, manufactured by Sumitomo 3M, Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (above, Asahi Glass Industry) Manufactured) and the like.

[増感剤]
増感剤は、[C]酸発生体の生成量を増加する作用を示すものであり、当該フォトレジスト組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。増感剤としては、例えばカルバゾール類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレン類、フェノール類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジン類等が挙げられる。
[Sensitizer]
The sensitizer exhibits an action of increasing the amount of [C] acid generator to be produced, and has an effect of improving the “apparent sensitivity” of the photoresist composition. Examples of the sensitizer include carbazoles, acetophenones, benzophenones, naphthalenes, phenols, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, phenothiazines and the like.

<フォトレジスト組成物の調製方法>
当該フォトレジスト組成物は、例えば[D]溶媒中で[A]重合体、[B]重合体、[C]酸発生体及び必要に応じて任意成分を所定の割合で混合することにより調製される。また、得られた混合液を孔径0.20μm程度のフィルターでろ過することが好ましい。
<Method for preparing photoresist composition>
The photoresist composition is prepared, for example, by mixing [A] polymer, [B] polymer, [C] acid generator and optional components in a predetermined ratio in [D] solvent. The Moreover, it is preferable to filter the obtained liquid mixture with a filter with a pore diameter of about 0.20 μm.

<レジストパターン形成方法>
当該フォトレジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法は、(1)当該フォトレジスト組成物を基板上に塗布し、レジスト膜を形成する工程(以下、「工程(1)」とも称する)、(2)フォトマスクを介した放射線の照射により上記レジスト膜を液浸露光する工程(以下、「工程(2)」とも称する)、(3)液浸露光された上記レジスト膜を加熱する工程(以下、「工程(3)」とも称する)、及び(4)加熱されたレジスト膜を現像する工程(以下、「工程(4)」とも称する)を有する。以下、各工程を詳述する。
<Resist pattern formation method>
A resist pattern forming method using the photoresist composition includes (1) a step of applying the photoresist composition on a substrate and forming a resist film (hereinafter also referred to as “step (1)”), (2 ) A step of immersion exposure of the resist film by irradiation with radiation through a photomask (hereinafter also referred to as “step (2)”), and (3) a step of heating the resist film subjected to immersion exposure (hereinafter referred to as “step (2)”). And (4) a step of developing the heated resist film (hereinafter also referred to as “step (4)”). Hereinafter, each process is explained in full detail.

[工程(1)]
本工程では、当該フォトレジスト組成物を基板上に塗布して、レジスト膜を形成する。基板としては、例えばシリコンウェハ、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知の基板を使用できる。また、例えば特公平6−12452号公報や、特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の下層反射防止膜を基板上に形成してもよい。
[Step (1)]
In this step, the photoresist composition is applied onto a substrate to form a resist film. As the substrate, for example, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. Further, for example, an organic or inorganic lower-layer antireflection film disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, or the like may be formed on the substrate.

塗布方法としては、例えば回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。なお、形成されるレジスト膜の膜厚としては、通常10nm〜150nmであり、10nm〜120nmが好ましい。   Examples of the coating method include spin coating (spin coating), cast coating, and roll coating. In addition, as a film thickness of the resist film formed, it is 10 nm-150 nm normally, and 10 nm-120 nm are preferable.

当該フォトレジスト組成物を塗布した後、必要に応じてソフトベーク(SB)によって塗膜中の溶媒を揮発させてもよい。SBの加熱条件としては、当該フォトレジスト組成物の配合組成によって適宜選択されるが、通常30℃〜200℃程度であり、50℃〜150℃が好ましい。   After applying the photoresist composition, the solvent in the coating film may be volatilized by soft baking (SB) as necessary. The heating conditions for SB are appropriately selected depending on the composition of the photoresist composition, but are usually about 30 ° C to 200 ° C, preferably 50 ° C to 150 ° C.

[工程(2)]
本工程では、工程(1)で形成したレジスト膜の所望の領域にマスク及び液浸液を介して露光する。露光の際に用いられる液浸液としては、例えば水、フッ素系不活性液体等が挙げられる。液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつ膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましい。露光光源がArFエキシマレーザー光(波長193nm)である場合、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水が好ましい。水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤を僅かな割合で添加してもよい。この添加剤は、ウェハ上のレジスト層を溶解させず、かつレンズの下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。使用する水としては蒸留水が好ましい。
[Step (2)]
In this step, the desired region of the resist film formed in step (1) is exposed through a mask and an immersion liquid. Examples of the immersion liquid used for exposure include water and a fluorine-based inert liquid. The immersion liquid is preferably a liquid that is transparent to the exposure wavelength and has a refractive index temperature coefficient that is as small as possible so as to minimize distortion of the optical image projected onto the film. When the exposure light source is ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), water is preferable from the viewpoints of availability and ease of handling in addition to the above-described viewpoints. When water is used, an additive that decreases the surface tension of water and increases the surface activity may be added in a small proportion. This additive is preferably one that does not dissolve the resist layer on the wafer and can ignore the influence on the optical coating on the lower surface of the lens. The water used is preferably distilled water.

露光に使用される放射線としては、[C]酸発生体の種類に応じて適宜選択されるが、例えば紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等が挙げられる。これらのうち、ArFエキシマレーザー光やKrFエキシマレーザー光(波長248nm)に代表される遠紫外線が好ましく、ArFエキシマレーザー光がより好ましい。露光量等の露光条件は、当該フォトレジスト組成物の配合組成や添加剤の種類等に応じて適宜選択される。本発明のレジストパターン形成方法においては、露光工程を複数回有してもよく複数回の露光は同じ光源を用いても、異なる光源を用いても良いが、1回目の露光にはArFエキシマレーザー光を用いることが好ましい。   The radiation used for the exposure is appropriately selected according to the type of the [C] acid generator, and examples thereof include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, and charged particle beams. Among these, far ultraviolet rays represented by ArF excimer laser light and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) are preferable, and ArF excimer laser light is more preferable. The exposure conditions such as the exposure amount are appropriately selected according to the composition of the photoresist composition and the type of additive. In the resist pattern forming method of the present invention, the exposure process may be performed a plurality of times, and the plurality of exposures may be performed using the same light source or different light sources, but ArF excimer laser is used for the first exposure. It is preferable to use light.

[工程(3)]
本工程では、露光後にポストエクスポージャーベーク(PEB)を行なう。PEBを行なうことにより、当該フォトレジスト組成物中の酸解離性基の解離反応を円滑に進行できる。PEB温度としては、通常30℃以上200℃未満であり、50℃以上150℃未満が好ましい。30℃より低い温度では、上記解離反応が円滑に進行しないおそれがあり、一方、200℃以上の温度では、[C]酸発生体から発生する酸が未露光部にまで広く拡散し、良好なパターンが得られないおそれがある。
[Step (3)]
In this step, post-exposure baking (PEB) is performed after exposure. By performing PEB, the dissociation reaction of the acid dissociable group in the photoresist composition can proceed smoothly. As PEB temperature, it is 30 degreeC or more and less than 200 degreeC normally, and 50 degreeC or more and less than 150 degreeC are preferable. At a temperature lower than 30 ° C., the dissociation reaction may not proceed smoothly. On the other hand, at a temperature of 200 ° C. or higher, the acid generated from the [C] acid generator diffuses widely to the unexposed area and is good. There is a possibility that a pattern cannot be obtained.

[工程(4)]
本工程では、露光後加熱されたレジスト膜を、現像液で現像する。現像後は水で洗浄し、乾燥することが一般的である。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、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカリ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ水溶液が好ましい。
[Step (4)]
In this step, the resist film heated after exposure is developed with a developer. After development, it is common to wash with water and dry. As the developer, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, ethyl Dimethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), pyrrole, piperidine, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3 0.0] -5-Nonene, an alkaline aqueous solution in which at least one alkaline compound is dissolved is preferable.

現像方法としては、例えば現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   As a developing method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle method) ), A method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously applying the developer while scanning the developer coating nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc.

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。各種物性値の測定方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not limited to an Example. The measuring method of various physical property values is shown below.

H−NMR分析及び13C−NMR分析]
化合物のH−NMR分析並びに重合体の13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(JNM−EX400、日本電子製)を使用し、測定溶媒として重クロロホルムを使用した。
[ 1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis]
For 1 H-NMR analysis of the compound and 13 C-NMR analysis of the polymer, a nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-EX400, manufactured by JEOL Ltd.) was used, and deuterated chloroform was used as a measurement solvent.

<単量体の合成>
[実施例1]
滴下漏斗及びコンデンサーを備え乾燥させた1Lの三口反応器に、亜鉛粉末(Aldrich製、粒子径150μm以下)13.1g(200mmol)を添加し、窒素雰囲気にした後、テトラヒドロフラン(THF)240mLを加えマグネチックスターラーで攪拌しながら、クロロトリメチルシラン1.9mL(15mmol)を加え、20℃〜25℃で30分間撹拌した。そこへ、ヘキサフルオロアセトン33.2g(200mmol)をTHF40mLに溶解させた溶液を添加した。次に、エチル(2−ブロモメチル)アクリレート34.8g(180mmol)のTHF50mL溶液を滴下した。滴下後、室温で2時間攪拌した。ガスクロマトグラフィーにより反応終了を確認した後、塩化アンモニウム水溶液、酢酸エチルを加え分液した。得られた有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した。その後、有機層を乾燥後減圧濃縮した。その後カラムクロマトグラフィーによる精製を行い、下記式(Fs−1)で表される化合物14.9gを合成した(64mmol、収率32%)。
<Synthesis of monomer>
[Example 1]
To a dry 1 L three-neck reactor equipped with a dropping funnel and a condenser, 13.1 g (200 mmol) of zinc powder (manufactured by Aldrich, particle diameter of 150 μm or less) was added, and after making the nitrogen atmosphere, 240 mL of tetrahydrofuran (THF) was added. While stirring with a magnetic stirrer, 1.9 mL (15 mmol) of chlorotrimethylsilane was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. to 25 ° C. for 30 minutes. A solution prepared by dissolving 33.2 g (200 mmol) of hexafluoroacetone in 40 mL of THF was added thereto. Next, a solution of 34.8 g (180 mmol) of ethyl (2-bromomethyl) acrylate in 50 mL of THF was added dropwise. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After confirming the completion of the reaction by gas chromatography, an aqueous ammonium chloride solution and ethyl acetate were added to separate the layers. The obtained organic layer was washed successively with water and saturated brine. Thereafter, the organic layer was dried and concentrated under reduced pressure. Thereafter, purification by column chromatography was performed to synthesize 14.9 g of a compound represented by the following formula (Fs-1) (64 mmol, yield 32%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:2.21−2.43(m、2H)、5.51−5.61(m、1H)、6.00−6.18(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 2.21-2.43 (m, 2H), 5.51-5.61 (m, 1H), 6.00-6.18 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例2]
合成例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、4−トリフルオロメチルシクロヘキサノン33.2gを用いた以外は、実施例1と同様に操作して、下記式(Fs−2)で表される化合物31.9gを合成した(136mmol、収率68%)。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 33.2 g of 4-trifluoromethylcyclohexanone was used instead of 33.2 g of hexafluoroacetone in Synthesis Example 1, and represented by the following formula (Fs-2). 31.9 g of the above compound was synthesized (136 mmol, yield 68%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.53−2.11(m、8H)、2.16−2.31(m、1H)、2.70(t、J=2.8Hz、1H)、2.75(t、J=2.8Hz、1H)、5.60−5.65(m、1H)、6.20−6.27(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.53-2.11 (m, 8H), 2.16-2.31 (m, 1H), 2.70 (t, J = 2.8 Hz, 1H) 2.75 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 5.60-5.65 (m, 1H), 6.20-6.27 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例3]
まず、20Lの反応器に、1,4−シクロヘキサンジオール1,004g(8.64mol)を添加し、そこへTHFを4,320mL加え、メカニカルスターラーで攪拌した。反応器にp−トルエンスルホン酸ピリジニウム21.71g(86.39mmol)、続いて3,4−ジヒドロ‐2H−ピラン726.73g(8.64mol)を加え室温にて12時間反応させた。その後、トリエチルアミン17.28g(170.77mmol)を加えて反応を停止させ、濃縮した。濃縮液をヘキサンと水で分液し、得られた水層にNaClを飽和するまで加えた後、塩化メチレンにて抽出した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮することにより、下記式(Fs−A)で表される化合物737gを合成した(3.68mol、収率43%)。
[Example 3]
First, 1,004 g (8.64 mol) of 1,4-cyclohexanediol was added to a 20 L reactor, and 4,320 mL of THF was added thereto, followed by stirring with a mechanical stirrer. To the reactor was added 21.71 g (86.39 mmol) of pyridinium p-toluenesulfonate, followed by 726.73 g (8.64 mol) of 3,4-dihydro-2H-pyran and allowed to react at room temperature for 12 hours. Thereafter, 17.28 g (170.77 mmol) of triethylamine was added to stop the reaction, and the mixture was concentrated. The concentrated solution was partitioned between hexane and water, and NaCl was added to the obtained aqueous layer until saturation, followed by extraction with methylene chloride. The obtained organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to synthesize 737 g of a compound represented by the following formula (Fs-A) (3.68 mol, yield 43%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.24−1.91(m、13H)、1.94−2.05(m、2H)、3.45−3.53(m、1H)、3.59−3.70(m、1H)、3.71−3.78(m、1H)、3.87−3.95(m、1H)、4.67−4.71(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.24-1.91 (m, 13H), 1.94-2.05 (m, 2H), 3.45-3.53 (m, 1H), 3 .59-3.70 (m, 1H), 3.71-3.78 (m, 1H), 3.87-3.95 (m, 1H), 4.67-4.71 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

次に、5Lの三口反応器に、上記合成した(Fs−A)300g(1.5mol)を添加し、そこへ塩化メチレン1,200mL、2−アザアダマンタン−N−オキシル0.228g(1.5mmol)、臭化カリウム17.85g(150mmol)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液450mLを順次添加し、メカニカルスターラーで攪拌した。反応器を0℃に冷却し、7質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液1,913gと飽和炭酸水素ナトリウム水溶液450mLを混合した溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了後0℃にて30分攪拌後、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液100mL加えて反応を停止させ分液した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮することにより、下記式(Fs−B)で表される化合物214gを合成した(1.08mol、収率72%)。   Next, 300 g (1.5 mol) of the synthesized (Fs-A) was added to a 5 L three-necked reactor, and 1,200 mL of methylene chloride and 0.228 g of 2-azaadamantane-N-oxyl (1. 5 mmol), 17.85 g (150 mmol) of potassium bromide, and 450 mL of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution were sequentially added, and the mixture was stirred with a mechanical stirrer. The reactor was cooled to 0 ° C., and a solution prepared by mixing 1,913 g of a 7 mass% sodium hypochlorite aqueous solution and 450 mL of a saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added dropwise over 3 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes, and then 100 mL of a saturated aqueous sodium thiosulfate solution was added to stop the reaction and liquid separation was performed. The obtained organic layer was washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to synthesize 214 g of a compound represented by the following formula (Fs-B) (1.08 mol, yield 72%). .

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.51−2.16(m、10H)、2.22−2.35(m、2H)、2.50−2.69(m、2H)、3.49−3.56(m、1H)、3.88−3.95(m、1H)、4.05−4.11(m、1H)、4.74−4.78(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.51-2.16 (m, 10H), 2.22-2.35 (m, 2H), 2.50-2.69 (m, 2H), 3 .49-3.56 (m, 1H), 3.88-3.95 (m, 1H), 4.05-4.11 (m, 1H), 4.74-4.78 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

続いて、実施例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、上記合成した(Fs−B)39.7gを用いた以外は、実施例1と同様に操作し、得られた粗生成物をエタノール500mLに溶解させた後、パラトルエンスルホン酸一水和物9.51g(50mmol)を加えて室温にて3時間反応させた。これを塩化メチレンで抽出し、水、飽和食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより下記式(Fs−C)で表される化合物25.1gを合成した(138mmol、収率69%)。   Subsequently, the crude product obtained in the same manner as in Example 1 except that 39.7 g of the synthesized (Fs-B) was used instead of 33.2 g of hexafluoroacetone in Example 1. Was dissolved in 500 mL of ethanol, and then 9.51 g (50 mmol) of paratoluenesulfonic acid monohydrate was added and reacted at room temperature for 3 hours. This was extracted with methylene chloride, washed with water and saturated brine, and then purified by column chromatography to synthesize 25.1 g of a compound represented by the following formula (Fs-C) (138 mmol, yield 69). %).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.55−2.09(m、8H)、2.72(t、J=2.8Hz、1H)、2.76(t、J=2.8Hz、1H)、3.67−3.77(m、0.5H)、3.96−4.04(m、0.5H)、5.62−5.68(m、1H)、6.22−6.28(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.55-2.09 (m, 8H), 2.72 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 2.76 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 3.67-3.77 (m, 0.5H), 3.96-4.04 (m, 0.5H), 5.62-5.68 (m, 1H), 6.22- 6.28 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

その後、窒素雰囲気下、500mLの三口反応器に上記合成した(Fs−C)18.2g(100mmol)を添加し、そこへ塩化メチレン100mLを加えた。反応器を0℃に冷却した後、トリフルオロ酢酸無水物23.1g(110mmol)を15分かけて滴下した。滴下終了後0℃にて2時間攪拌し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液300mL加えて反応を停止させ分液した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後減圧濃縮した後、カラムクロマトグラフィーで精製することにより、下記式(Fs−3)で表される化合物19.7gを合成した(70.8mmol、収率71%)。   Thereafter, 18.2 g (100 mmol) of the above synthesized (Fs-C) was added to a 500 mL three-necked reactor under a nitrogen atmosphere, and 100 mL of methylene chloride was added thereto. After the reactor was cooled to 0 ° C., 23.1 g (110 mmol) of trifluoroacetic anhydride was added dropwise over 15 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred at 0 ° C. for 2 hours, and 300 mL of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added to stop the reaction and liquid separation was performed. The obtained organic layer was washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, concentrated under reduced pressure, and purified by column chromatography to synthesize 19.7 g of a compound represented by the following formula (Fs-3). (70.8 mmol, 71% yield).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.62−2.01(m、8H)、2.22(s、3H)、2.75−2.89(m、2H)、4.81−4.95(m、0.5H)、5.02−5.16(m、0.5H)、5.64−5.72(m、1H)、6.27−6.33(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.62-2.01 (m, 8H), 2.22 (s, 3H), 2.75-2.89 (m, 2H), 4.81-4 .95 (m, 0.5H), 5.02-5.16 (m, 0.5H), 5.64-5.72 (m, 1H), 6.27-6.33 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例4]
実施例3において、トリフルオロ酢酸無水物23.1gの代わりに、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸無水物23.8gを用いた以外は、合成例4と同様に操作して、下記式(Fs−4)で表される化合物14.9gを合成した(51.0mmol、収率51%)。
[Example 4]
In Example 3, except that 23.8 g of 3,3,3-trifluoropropionic anhydride was used instead of 23.1 g of trifluoroacetic anhydride, the same procedure as in Synthesis Example 4 was performed, and the following formula: 14.9 g of a compound represented by (Fs-4) was synthesized (51.0 mmol, yield 51%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.61−2.00(m、8H)、2.61−2.91(m、4H)、4.86−4.99(m、0.5H)、5.06−5.19(m、0.5H)、5.63−5.70(m、1H)、6.21−6.30(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.61-2.00 (m, 8H), 2.61-2.91 (m, 4H), 4.86-4.99 (m, 0.5H) , 5.06-5.19 (m, 0.5H), 5.63-5.70 (m, 1H), 6.21-6.30 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例5]
まず、実施例3において、(Fs−C)18.2gの代わりに、5−ヒドロキシアダマンタン−2―オン16.6gを用いた以外は、実施例3と同様に操作して、下記式(Fs−D)で表される化合物22.0gを合成した(83.9mmol、収率84%)。
[Example 5]
First, in Example 3, except that 16.6 g of 5-hydroxyadamantan-2-one was used instead of 18.2 g of (Fs-C), the same operation as in Example 3 was performed. 22.0 g of the compound represented by -D) was synthesized (83.9 mmol, 84% yield).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.13−2.69(m、13H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.13-2.69 (m, 13H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

次に、実施例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、上記合成した(Fs−D)52.4gを用いた以外は、実施例1と同様に操作して、下記式(Fs−5)で表される化合物21.8gを合成した(66.0mmol、収率33%)。   Next, in Example 1, instead of 33.2 g of hexafluoroacetone, the same procedure as in Example 1 was used except that 52.4 g of the synthesized (Fs-D) was used, and the following formula (Fs- 21.8 g of the compound represented by 5) was synthesized (66.0 mmol, yield 33%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.10−2.68(m、13H)、2.77−2.91(m、2H)、5.63−5.70(m、1H)、6.21−6.30(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.10-2.68 (m, 13H), 2.77-2.91 (m, 2H), 5.63-5.70 (m, 1H), 6 .21-6.30 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例6]
実施例1において、ヘキサフルオロアセトン33.2gの代わりに、文献(Chemische Berichte 1986,119,3502−3506)に従い合成した4,4,4−トリフルオロ−3−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルブタナール42.0gを用いた以外は、実施例1と同様に操作して、下記式(Fs−6)で表される化合物11.8gを合成した(42.4mmol、収率21%)。
[Example 6]
In Example 1, 4,4,4-trifluoro-3-hydroxy-3-trifluoromethylbutanal synthesized according to the literature (Chemische Berichte 1986, 119, 3502-3506) instead of 33.2 g of hexafluoroacetone Except for using 42.0 g, the same operation as in Example 1 was performed to synthesize 11.8 g of a compound represented by the following formula (Fs-6) (42.4 mmol, yield 21%).

H−NMRデータを以下に示す。
H−NMR(CDCl)δ:1.51−1.70(m、2H)、2.19−2.45(m、2H)、3.88−4.21(m、1H)、5.51−5.61(m、1H)、6.00−6.18(m、1H)
1 H-NMR data is shown below.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.51-1.70 (m, 2H), 2.19-2.45 (m, 2H), 3.88-4.21 (m, 1H), 5 .51-5.61 (m, 1H), 6.00-6.18 (m, 1H)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

<重合体の合成>
重合体(I)及び[A]重合体の合成に用いた各単量体を下記に示す。
<Synthesis of polymer>
Each monomer used for the synthesis of the polymer (I) and the [A] polymer is shown below.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

なお、単量体(Fs−1)〜(Fs−6)は構造単位(I)を、単量体(M−8)及び(M−9)は構造単位(II)を、単量体(M−1)〜(M−5)は構造単位(III)を、単量体(M−6)及び(M−7)は構造単位(IV)をそれぞれ与える。   The monomers (Fs-1) to (Fs-6) are structural units (I), the monomers (M-8) and (M-9) are structural units (II), M-1) to (M-5) give structural unit (III), and monomers (M-6) and (M-7) give structural unit (IV).

<重合体(I)([B]重合体)の合成>
[実施例7]
上記化合物(Fs−1)1.00g(10mol%)、上記化合物(M−9)7.45g(70mol%)、上記化合物(M−2)1.55g(20mol%)を10gの2−ブタノンに溶解し、AIBN0.42gを添加して単量体溶液を調製した。引き続き、20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。200gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を40gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(B−1)を合成した(4.2g、収率42%)。重合体(B−1)のMwは4,000であり、Mw/Mnは1.52であった。構造単位(I)、構造単位(II)及び構造単位(III)の含有割合は、それぞれ9.7モル%、72.2モル%及び18.1モル%であった。
<Synthesis of Polymer (I) ([B] Polymer)>
[Example 7]
1.00 g (10 mol%) of the above compound (Fs-1), 7.45 g (70 mol%) of the above compound (M-9), 1.55 g (20 mol%) of the above compound (M-2) and 10 g of 2-butanone A monomer solution was prepared by adding 0.42 g of AIBN. Subsequently, a 100 mL three-necked flask containing 20 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The cooled polymerization solution was put into 200 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtered white powder was washed twice with 40 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (B-1) (4.2 g, yield 42). %). Mw of the polymer (B-1) was 4,000, and Mw / Mn was 1.52. The content rates of the structural unit (I), the structural unit (II), and the structural unit (III) were 9.7 mol%, 72.2 mol%, and 18.1 mol%, respectively.

[実施例8〜実施例12及び合成例6]
表1に示す種類及び量の単量体を用いた以外は実施例7と同様に操作して、各重合体を合成した。合成した各重合体のMw及びMw/Mnを表1に合わせて示す。なお「−」
は、該当する単量体を使用しなかったことを示す。
[Examples 8 to 12 and Synthesis Example 6]
Each polymer was synthesized in the same manner as in Example 7 except that the types and amounts of monomers shown in Table 1 were used. Table 1 shows the Mw and Mw / Mn of each synthesized polymer. "-"
Indicates that the corresponding monomer was not used.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

<[A]重合体の合成>
[合成例1]
上記化合物(M−1)43.1g(50mol%)、上記化合物(M−6)56.9g(50mol%)を100gの2−ブタノンに溶解し、AIBN4.21gを添加して単量体溶液を調製した。引き続き、200gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、撹拌しながら80℃に加熱し、調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合溶液を水冷して30℃以下に冷却した。2,000gのメタノール中に冷却した重合溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を400gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を合成した(62.3g、収率62%)。重合体(A−1)のMwは5,500であり、Mw/Mnは1.41であった。各構造単位の含有割合を13C−NMR分析により測定した。構造単位(III)の含有割合及び構造単位(IV)の含有割合は、それぞれ48.2モル%及び51.8モル%であった。
<[A] Synthesis of polymer>
[Synthesis Example 1]
43.1 g (50 mol%) of the compound (M-1) and 56.9 g (50 mol%) of the compound (M-6) are dissolved in 100 g of 2-butanone, and 4.21 g of AIBN is added to the monomer solution. Was prepared. Subsequently, a 1,000 mL three-necked flask containing 200 g of 2-butanone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. . The dripping start was set as the polymerization reaction start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower. The cooled polymerization solution was put into 2,000 g of methanol, and the precipitated white powder was filtered off. The filtered white powder was washed twice with 400 g of methanol, filtered, and dried at 50 ° C. for 17 hours to synthesize a white powdery polymer (A-1) (62.3 g, yield 62). %). Mw of the polymer (A-1) was 5,500, and Mw / Mn was 1.41. The content ratio of each structural unit was measured by 13 C-NMR analysis. The content rate of structural unit (III) and the content rate of structural unit (IV) were 48.2 mol% and 51.8 mol%, respectively.

[合成例2〜5]
表2に示す種類及び量の単量体を用いた以外は合成例1と同様に操作して、各重合体を合成した。合成した各重合体のMw及びMw/Mnを表2にあわせて示す。なお、「−」
は、該当する単量体を使用しなかったことを示す。
[Synthesis Examples 2 to 5]
Each polymer was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the types and amounts of monomers shown in Table 2 were used. Table 2 shows the Mw and Mw / Mn of each synthesized polymer. "-"
Indicates that the corresponding monomer was not used.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

<フォトレジスト組成物の調製>
各フォトレジスト組成物の調製に用いた各成分を下記に示す。
<Preparation of photoresist composition>
Each component used for preparation of each photoresist composition is shown below.

<[C]酸発生剤>
C−1:下記式(C−1)で表される化合物
<[C] acid generator>
C-1: Compound represented by the following formula (C-1)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

<[D]溶媒>
D−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
D−2:シクロヘキサノン
<[D] solvent>
D-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate D-2: Cyclohexanone

<[E]酸拡散制御剤>
E−1:下記式(E−1)で表される化合物
<[E] acid diffusion controller>
E-1: Compound represented by the following formula (E-1)

Figure 0005737114
Figure 0005737114

[実施例13]
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]重合体としての(B−1)5質量部、[C]酸発生剤としての(C−1)9.9質量部、[D]溶媒としての(D−1)
2,590質量部及び(D−2)1,110質量部、並びに[E]酸拡散制御剤としての(E−1)7.9質量部を混合し、得られた混合液を孔径0.20μmのフィルターでろ過してフォトレジスト組成物を調製した。
[Example 13]
[A] 100 parts by mass of (A-1) as a polymer, 5 parts by mass of (B-1) as a [B] polymer, [C] 9.9 parts by mass of (C-1) as an acid generator [D] (D-1) as a solvent
2,590 parts by mass, (D-2) 1,110 parts by mass, and (E-1) 7.9 parts by mass as an acid diffusion control agent were mixed, and the resulting mixture was mixed with a pore size of 0. A photoresist composition was prepared by filtration through a 20 μm filter.

[実施例14〜22並びに比較例1及び2]
表3に示す種類、含有量の各成分を混合したこと以外は実施例13と同様に操作して、各フォトレジスト組成物を調製した。
[Examples 14 to 22 and Comparative Examples 1 and 2]
Each photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 13 except that the components of the types and contents shown in Table 3 were mixed.

<評価>
調製した各フォトレジスト組成物を用いて以下の評価をした。評価結果を表3に合わせて示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed using each prepared photoresist composition. The evaluation results are shown in Table 3.

<後退接触角(°)>
形成したレジスト膜について、室温23℃、湿度45%、常圧の環境下で、KRUS社のDSA−10を用いて以下の手順で後退接触角を測定した。DSA−10の針を測定前にアセトンとイソプロピルアルコールで洗浄し、次いで針に水を注入し、ウェハステージ上にウェハをセットする。ウェハ表面と針の先端の距離が1mm以下になるようステージの高さを調整し、次に、針から水を排出してウェハ上に25μLの水滴を形成した後、針によって水滴を10μL/分の速度で180秒間吸引するとともに、接触角を毎秒測定した。接触角が安定した時点から計20点の接触角について平均値を算出して後退接触角とした。
<Backward contact angle (°)>
With respect to the formed resist film, the receding contact angle was measured in the following procedure using DSA-10 manufactured by KRUS under an environment of room temperature 23 ° C., humidity 45%, and normal pressure. The DSA-10 needle is cleaned with acetone and isopropyl alcohol before measurement, then water is injected into the needle, and the wafer is set on the wafer stage. The height of the stage is adjusted so that the distance between the wafer surface and the tip of the needle is 1 mm or less, and then water is discharged from the needle to form a 25 μL water droplet on the wafer. And a contact angle was measured every second. The average value was calculated for the contact angles of a total of 20 points from the time when the contact angle was stabilized, and was taken as the receding contact angle.

[SB後の後退接触角]
8インチシリコンウェハ上に、各フォトレジスト組成物を塗布し、膜厚110nmの塗膜を形成し、100℃で60秒間ソフトベーク(SB)を行った後に後退接触角を測定した。この値を表3中の「SB後」に示す。
[Backward contact angle after SB]
Each photoresist composition was applied onto an 8-inch silicon wafer to form a coating film having a thickness of 110 nm, and after performing soft baking (SB) at 100 ° C. for 60 seconds, the receding contact angle was measured. This value is shown in “After SB” in Table 3.

[現像後の後退接触角]
8インチシリコンウェハ上に、各フォトレジスト組成物を塗布し、膜厚110nmの塗膜を形成し、100℃で60秒間ソフトベーク(SB)を行った。その後、現像装置(東京エレクトロン製、クリーントラックACT8)のGPノズルによって2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により30秒間現像し、15秒間純水によりリンスし2,000rpmで液振り切り乾燥した後、後退接触角を測定した。この後退接触角を表3中の「現像後」とした。
[Backward contact angle after development]
Each photoresist composition was applied onto an 8-inch silicon wafer to form a coating film having a thickness of 110 nm, and soft baking (SB) was performed at 100 ° C. for 60 seconds. Thereafter, development was performed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 30 seconds using a GP nozzle of a developing device (manufactured by Tokyo Electron, Clean Track ACT8), rinsed with pure water for 15 seconds, and liquid-washed and dried at 2,000 rpm. Thereafter, the receding contact angle was measured. The receding contact angle was defined as “after development” in Table 3.

[現像欠陥]
下層反射防止膜(ARC66、日産化学製)を形成した12インチシリコンウェハ上に、各フォトレジスト組成物を塗布し、膜厚110nmの塗膜を形成した。次に、この塗膜をArFエキシマレーザー液浸露光装置(NSR S610C、NIKON製)を用い、NA=1.3、ratio=0.812、Crosspoleの条件により、マスクパターンを介して露光した。露光後、120℃で60秒間ポストベークを行った。その後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により現像し、水洗、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、幅55nmのラインアンドスペースを形成する露光量を最適露光量とした。この最適露光量にてウェハ全面に線幅55nmのラインアンドスペースを形成し、現像欠陥検査用ウェハとした。なお、測長には走査型電子顕微鏡(S−9380、日立ハイテクノロジーズ製)を用いた。その後、現像欠陥検査用ウェハ上の欠陥数を、欠陥検査装置(KLA2810、KLA−Tencor製)を用いて測定した。測定された欠陥を、レジスト由来と判断されるものと外部由来の異物とに分類した。分類後、レジスト由来と判断されるものの数(欠陥数)を合計し、「現像欠陥数」とした。現像欠陥数を表3にあわせて示す。現像欠陥数が50個/wafer以下であった場合良好と判断し、50個/wafer以上であった場合不良と判断した。各フォトレジスト組成物は比較例と比べ現像欠陥数は良好であった。
[Development defects]
Each photoresist composition was applied onto a 12-inch silicon wafer on which a lower antireflection film (ARC66, manufactured by Nissan Chemical Industries) was formed, thereby forming a coating film having a thickness of 110 nm. Next, this coating film was exposed through a mask pattern using an ArF excimer laser immersion exposure apparatus (NSR S610C, manufactured by NIKON) under the conditions of NA = 1.3, ratio = 0.812, and Crosspore. After the exposure, post-baking was performed at 120 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, washed with water and dried to form a positive resist pattern. At this time, the exposure amount for forming a line and space having a width of 55 nm was determined as the optimum exposure amount. With this optimum exposure amount, a line and space having a line width of 55 nm was formed on the entire surface of the wafer to obtain a development defect inspection wafer. Note that a scanning electron microscope (S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies) was used for length measurement. Thereafter, the number of defects on the development defect inspection wafer was measured using a defect inspection apparatus (KLA2810, manufactured by KLA-Tencor). The measured defects were classified into those judged to be derived from the resist and foreign matters derived from the outside. After classification, the number of defects (number of defects) determined to be derived from the resist was summed to obtain “development defect number”. The number of development defects is also shown in Table 3. When the number of development defects was 50 / wafer or less, it was judged as good, and when it was 50 / wafer or more, it was judged as bad. Each photoresist composition had a better number of development defects than the comparative example.

Figure 0005737114
Figure 0005737114

表3の結果から明らかなように、当該フォトレジスト組成物を用いた場合には、比較例と比べSB後の後退接触角が現像後において大きく低下していることが確認でき、後退接触角変化に優れることがわかった。また、当該フォトレジスト組成物は、現像欠陥の発生を抑制できることがわかった   As is clear from the results in Table 3, when the photoresist composition is used, it can be confirmed that the receding contact angle after SB is greatly reduced after development as compared with the comparative example, and the receding contact angle changes. It was found to be excellent. Further, it was found that the photoresist composition can suppress development defects.

本発明の化合物、重合体及びフォトレジスト組成物によれば、液浸露光プロセスにおいて形成されたレジスト膜が、露光時には適度に大きい水切れ性を有する一方、アルカリ現像後は水切れ性が大きく低下する。その結果、現像欠陥の発生が抑制され、良好なレジストパターンを形成できる。   According to the compound, polymer and photoresist composition of the present invention, the resist film formed in the immersion exposure process has a reasonably large water drainage property at the time of exposure, while the water drainage property is greatly reduced after alkali development. As a result, development defects are suppressed and a good resist pattern can be formed.

Claims (4)

下記式(1−1)で表される化合物。
Figure 0005737114
式(1−1)中、Rは、水素原子又はメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜6のアルキル基である。但し、R及びRが共にヒドロキシ基である場合はない。nは1〜4の整数である。nが2以上の場合、複数のR及びRは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 は、ラクトン環を構成している炭素原子と共に炭素数3〜20の環構造を形成する(m+2)価の有機基である。R は、フッ素原子、又は−R −R 、−R −OR 若しくは−R −OCOR で表される炭素数1〜20の有機基である。R は、単結合又は2価の連結基である。R は、フッ素化アルキル基又はヒドロキシフッ素化アルキル基である。mは1〜6の整数である。mが2以上の場合、複数のR は、同一でも異なっていてもよい。
A compound represented by the following formula (1-1) .
Figure 0005737114
(In Formula (1-1) , R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, R 2 and R 3 are not both hydroxy groups, n is an integer of 1 to 4. When n is 2 or more, a plurality of R 2 and R 3 may be the same or different. R A is an (m + 2) -valent organic group that forms a ring structure having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms constituting the lactone ring, and R B is a fluorine atom or —R C -R f, -R C -OR f or -R C -OCOR f is an organic group having 1 to 20 carbon atoms represented by .R C is a single bond or a divalent linking group .R f Is a fluorinated alkyl group or a hydroxyfluorinated alkyl group, and m is 1-6. (When m is 2 or more, the plurality of R B may be the same or different. )
請求項に記載の化合物に由来する構造単位(I)を有する重合体。 The polymer which has structural unit (I) derived from the compound of Claim 1 . 下記式(3)で表される構造単位(III)をさらに有する請求項に記載の重合体。
Figure 0005737114
(式(3)中、R11は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。R12〜R14は、それぞれ独立して、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数4〜20の脂環式炭化水素基である。但し、R12及びR13は、互いに結合して、これらが結合している炭素原子と共に2価の脂環式炭化水素基を形成してもよい。)
The polymer according to claim 2 , further comprising a structural unit (III) represented by the following formula (3).
Figure 0005737114
(In Formula (3), R 11 is a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 12 to R 14 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a carbon number. 4 to 20 alicyclic hydrocarbon groups, provided that R 12 and R 13 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group together with the carbon atom to which they are bonded. Good.)
[A]酸解離性基を有する重合体、
[B]請求項又は請求項に記載の重合体、
[C]酸発生体、及び
[D]溶媒
を含有するフォトレジスト組成物。
[A] a polymer having an acid dissociable group,
[B] The polymer according to claim 2 or claim 3 ,
[C] A photoresist composition containing an acid generator, and [D] a solvent.
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