JP5741156B2 - Resin production method - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin.
特許文献1には、溶剤中に、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル及びp−(1−エトキシエトキシ)スチレンを添加して、これらを重合させ、さらに得られた生成物のp−(1−エトキシエトキシ)スチレンに由来する構造単位の−O−CH(CH3)−O−CH2CH3を−OHにすることにより、メタクリル酸1−エチルシクロペンチル及びp−ヒドロキシスチレン各々に由来する構造単位を有する樹脂を得る樹脂の製造方法が記載されている。 In Patent Document 1, 1-ethylcyclopentyl methacrylate and p- (1-ethoxyethoxy) styrene are added to a solvent to polymerize them, and the resulting product p- (1-ethoxyethoxy) is obtained. ) By having —OH—CH (CH 3 ) —O—CH 2 CH 3 of a structural unit derived from styrene as —OH, it has a structural unit derived from 1-ethylcyclopentyl methacrylate and p-hydroxystyrene, respectively. A method for producing a resin to obtain a resin is described.
従来の樹脂の製造方法により得られる樹脂を含有するレジスト組成物では、該レジスト組成物から得られるレジストパターンのラインウィドゥスラフネス(LWR)が十分に満足できるものではない場合があった。 In a resist composition containing a resin obtained by a conventional method for producing a resin, the line width roughness (LWR) of a resist pattern obtained from the resist composition may not be sufficiently satisfactory.
本発明は、以下の発明を含む。
[1] 式(I)で表される構造単位及び式(II)で表される構造単位を有する樹脂の製造方法であって、
式(III)で表されるモノマーの溶液に、式(IV)で表されるモノマーの溶液を添加して、式(III)で表されるモノマー及び式(IV)で表されるモノマーを重合させる第1工程と、
第1工程で得られた生成物の−O−CHR8−O−R7を−OHにする第2工程と、
を有する樹脂の製造方法。
[式(I)〜式(IV)中、
R1及びR5は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、R2及びR3は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。
R6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。
X1及びX2は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。
R7及びR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基を表すか、互いに結合して2価の炭化水素基を形成する。
sは、1又は2の整数を表す。
tは、0〜2の整数を表す。]
The present invention includes the following inventions.
[1] A method for producing a resin having a structural unit represented by formula (I) and a structural unit represented by formula (II),
The monomer solution represented by formula (IV) is added to the monomer solution represented by formula (III) to polymerize the monomer represented by formula (III) and the monomer represented by formula (IV). A first step of
A second step in which —O—CHR 8 —O—R 7 of the product obtained in the first step is changed to —OH;
The manufacturing method of resin which has this.
[In Formula (I)-Formula (IV),
R 1 and R 5 each independently represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R 2 and R 3 are bonded to each other to form carbon. A divalent hydrocarbon group of 2 to 20 is formed.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
X 1 and X 2 each independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is —O—, —CO— or It may be replaced by —NH—.
R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group.
s represents an integer of 1 or 2.
t represents an integer of 0-2. ]
[2] 第2工程が、第1工程で得られた生成物を加水分解して、−O−CHR8−O−R7を−OHにする工程である[1]記載の樹脂の製造方法。 [2] The method for producing a resin according to [1], wherein the second step is a step of hydrolyzing the product obtained in the first step to convert —O—CHR 8 —O—R 7 to —OH. .
[3] 式(III)で表されるモノマーが、式(a1−1)で表されるモノマーである[1]又は[2]記載の樹脂の製造方法。
[式(a1−1)中、
La1は、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra4は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。]
[3] The method for producing a resin according to [1] or [2], wherein the monomer represented by the formula (III) is a monomer represented by the formula (a1-1).
[In the formula (a1-1),
L a1 represents —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—.
R a4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14. ]
[4] X1が、単結合又は−CO−O−X3−*[*は−CO−との結合手を表し、X3は炭素数1〜6のアルキレン基を表す。]である[1]〜[3]のいずれか記載の樹脂の製造方法。 [4] X 1 represents a single bond or —CO—O—X 3 — * [ * represents a bond with —CO—, and X 3 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. ] The manufacturing method of resin in any one of [1]-[3].
[5] X2が、単結合である[1]〜[4]のいずれか記載の樹脂の製造方法。 [5] The method for producing a resin according to any one of [1] to [4], wherein X 2 is a single bond.
[6] [1]〜[5]のいずれか記載の樹脂の製造方法で得られる樹脂及び酸発生剤を含有するレジスト組成物。 [6] A resist composition containing a resin obtained by the method for producing a resin according to any one of [1] to [5] and an acid generator.
[7](1)[6]記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
[7] (1) A step of applying the resist composition according to [6] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern including a step of developing the composition layer after heating.
本発明の樹脂の製造方法により得られる樹脂を含有するレジスト組成物から、優れたラインウィドゥスラフネス(LWR)を有するパターンを得ることができる。 A pattern having excellent line width roughness (LWR) can be obtained from a resist composition containing a resin obtained by the method for producing a resin of the present invention.
本発明は、式(I)で表される構造単位及び式(II)で表される構造単位を有する樹脂の製造方法であって、以下で説明する第1工程と、第2工程とを有する樹脂の製造方法である。以下本発明の製造方法によって得られた樹脂を「樹脂(A)」という場合がある。樹脂(A)はレジスト組成物用の樹脂として好適である。 The present invention is a method for producing a resin having a structural unit represented by formula (I) and a structural unit represented by formula (II), and includes a first step and a second step described below. It is a manufacturing method of resin. Hereinafter, the resin obtained by the production method of the present invention may be referred to as “resin (A)”. Resin (A) is suitable as a resin for the resist composition.
(式(I)で表される構造単位)
式(I)で表される構造単位は、後述する式(III)で表されるモノマーに由来する構造単位である。
[式(I)中、
R1は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、R2及びR3は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。
X1は、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。]
(Structural unit represented by formula (I))
The structural unit represented by the formula (I) is a structural unit derived from a monomer represented by the formula (III) described later.
[In the formula (I),
R 1 represents a C 1-6 alkyl group, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R 2 and R 3 are bonded to each other to form carbon. A divalent hydrocarbon group of 2 to 20 is formed.
X 1 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is replaced by —O—, —CO— or —NH—. Also good. ]
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1又は2のアルキル基であり、特に好ましくは、メチル基である。
ハロゲン原子を有するアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group. It is a C1-C4 alkyl group, More preferably, it is a C1-C2 alkyl group, Especially preferably, it is a methyl group.
Examples of the alkyl group having a halogen atom include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoro sec-butyl group, a perfluoro tert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. It is done.
Examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは炭素数3〜16である
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic, and examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, and dimethylcyclohexane. Examples thereof include a cycloalkyl group such as a hexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic saturated hydrocarbon group include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, methylnorbornyl group, and the following groups. The carbon number of the alicyclic hydrocarbon group is preferably 3 to 16 carbon atoms.
R2及びR3が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合、−C(R2)(R3)(R4)基としては、下記の基が挙げられる。2価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは炭素数3〜12である。
When R 2 and R 3 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, examples of the —C (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) group include the following groups. The carbon number of the divalent hydrocarbon group is preferably 3 to 12 carbon atoms.
X1としては、単結合、−CO−O−X3−*[*は−CO−との結合手を表し、X3は炭素数1〜6のアルキレン基を表す。]等が挙げられる。
X2としては、単結合、−CO−O−*、−CO−NH−*、−CO−O−X4−CO−O−*、−CO−O−X4−O−*、−CO−O−X4−NH−CO−O−*、[*はフェニル基との結合手を表し、X4は炭素数1〜6のアルキレン基を表す。]等が挙げられ、単結合又は−CO−O−*が好ましい。
X 1 represents a single bond, —CO—O—X 3 — * [ * represents a bond to —CO—, and X 3 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. ] Etc. are mentioned.
X 2 includes a single bond, —CO—O— * , —CO—NH— * , —CO—O—X 4 —CO—O— * , —CO—O—X 4 —O— * , —CO —O—X 4 —NH—CO—O— * , [ * represents a bond with a phenyl group, and X 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. A single bond or —CO—O— * is preferable.
式(I)で表される構造単位のうち、好ましくは、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。 Among the structural units represented by the formula (I), those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferable. If a resin having a structural unit having a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group is used, the resolution of the resist can be improved.
式(I)で表される構造単位としては、例えば、下記の構造単位が挙げられる。 As a structural unit represented by Formula (I), the following structural unit is mentioned, for example.
樹脂(A)における式(I)で表される構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。 The content of the structural unit represented by the formula (I) in the resin (A) is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, and more preferably 20 to 20 mol% in all units of the resin. 85 mol%.
(式(II)で表される構造単位)
[式(II)中、
R5は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。
X2は、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。
sは、1又は2の整数を表す。
tは、0〜2の整数を表す。]
(Structural unit represented by formula (II))
[In the formula (II),
R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
X 2 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is replaced by —O—, —CO— or —NH—. Also good.
s represents an integer of 1 or 2.
t represents an integer of 0-2. ]
アルキル基、ハロゲン原子を有するアルキル基、ハロゲン原子としては、上記と同じ基が挙げられる。 Examples of the alkyl group, the alkyl group having a halogen atom, and the halogen atom include the same groups as described above.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基等が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜4のアルコキシ基であり、より好ましくは、炭素数1又は2のアルコキシ基であり、特に好ましくは、メトキシ基である。
sは、好ましくは、1である。
tは、好ましくは0又は1であり、特に好ましくは、0である。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, an n-pentoxy group, and an n-hexoxy group. Is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably a methoxy group.
s is preferably 1.
t is preferably 0 or 1, particularly preferably 0.
式(II)で表される構造単位としては、例えば、以下の構造単位が挙げられ、好ましくは、4−ヒドロキシスチレンに由来する構造単位又は4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンに由来する構造単位が挙げられる。 Examples of the structural unit represented by the formula (II) include the following structural units. Preferably, a structural unit derived from 4-hydroxystyrene or a structural unit derived from 4-hydroxy-α-methylstyrene is used. Can be mentioned.
樹脂(A)における式(II)で表される構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。 The content of the structural unit represented by the formula (II) in the resin (A) is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, and more preferably 20 to 20 mol% in all the units of the resin. 85 mol%.
<第1工程>
第1工程では、式(III)で表されるモノマーの溶液に、式(IV)で表されるモノマーの溶液を添加して、式(III)で表されるモノマー及び式(IV)で表されるモノマーを重合させる。この重合は、重合開始剤を用いて行なうことが好ましい。なおここでいう式(III)で表されるモノマーと、式(IV)で表されるモノマーとを合わせて、以下「モノマー」という場合がある。
<First step>
In the first step, the monomer solution represented by the formula (IV) is added to the monomer solution represented by the formula (III), and the monomer represented by the formula (III) and the formula (IV) are represented. The monomer to be polymerized is polymerized. This polymerization is preferably performed using a polymerization initiator. The monomer represented by the formula (III) and the monomer represented by the formula (IV) may be collectively referred to as “monomer” hereinafter.
第1工程としては、最初に第1工程で使用する式(III)で表されるモノマーの全量を溶剤に溶解させる方法(以下「第1工程A」という場合がある。)と、最初に第1工程で使用する式(III)で表されるモノマーの一部を溶剤に溶解させる方法(以下「第1工程B」という場合がある。)と、が挙げられる。 As the first step, a method of dissolving the whole amount of the monomer represented by the formula (III) used in the first step in a solvent (hereinafter sometimes referred to as “first step A”) and a first step. And a method of dissolving a part of the monomer represented by formula (III) used in one step in a solvent (hereinafter sometimes referred to as “first step B”).
(第1工程A)
式(III)で表されるモノマー(第1工程で使用する式(III)で表されるモノマーの総量)を溶剤に溶解して、反応容器中に投入し、所定の反応温度に保持する。別途、式(IV)で表されるモノマーを、溶剤に溶解した溶液を準備し、これを、前記反応容器に一定時間をかけて投入する。また、重合開始剤も一定時間をかけて前記反応容器に投入する。この際、重合開始剤は、式(IV)で表されるモノマーの溶液と混合して投入してもよいし、式(IV)で表されるモノマーの溶液とは別経路で投入してもよい。重合開始剤が投入されることで重合反応が開始される。投入終了後、所定の反応温度で数時間保持することにより、樹脂が得られる。
(First step A)
The monomer represented by formula (III) (the total amount of monomers represented by formula (III) used in the first step) is dissolved in a solvent, charged into a reaction vessel, and maintained at a predetermined reaction temperature. Separately, a solution in which the monomer represented by the formula (IV) is dissolved in a solvent is prepared, and this is charged into the reaction vessel over a certain period of time. A polymerization initiator is also charged into the reaction vessel over a certain period of time. At this time, the polymerization initiator may be mixed with the monomer solution represented by the formula (IV) or may be charged by a different route from the monomer solution represented by the formula (IV). Good. The polymerization reaction is started by adding the polymerization initiator. After completion of the addition, the resin is obtained by holding at the predetermined reaction temperature for several hours.
(第1工程B)
式(III)で表されるモノマーの一部(重合反応で使用する式(III)で表されるモノマーの一部)を溶剤に溶解して、反応容器中に投入し、所定の反応温度に保持する。別途、式(III)で表されるモノマーの残部及び式(IV)で表されるモノマーを、溶剤に溶解した溶液の状態で準備し、これを、前記反応容器中に一定時間をかけて投入する。この際、式(III)で表されるモノマーの残部及び式(IV)で表されるモノマーは混合して溶液としてもよいし、個別に溶液としてもよい。また、重合開始剤も一定時間をかけて前記反応容器に投入する。この際、重合開始剤は、式(III)で表されるモノマーの残部及び式(IV)で表されるモノマーと混合して投入してもよいし、式(III)で表されるモノマーの残部及び式(IV)で表されるモノマーとは別経路で投入してもよい。重合開始剤が投入されることで重合反応が開始される。投入終了後、所定の反応温度で数時間保持することにより、目的の樹脂が得られる。
(First step B)
A part of the monomer represented by the formula (III) (part of the monomer represented by the formula (III) used in the polymerization reaction) is dissolved in a solvent and charged into a reaction vessel, and the reaction temperature reaches a predetermined reaction temperature. Hold. Separately, the remainder of the monomer represented by the formula (III) and the monomer represented by the formula (IV) are prepared in the form of a solution dissolved in a solvent, and this is charged into the reaction vessel over a certain period of time. To do. At this time, the remainder of the monomer represented by the formula (III) and the monomer represented by the formula (IV) may be mixed to form a solution, or separately. A polymerization initiator is also charged into the reaction vessel over a certain period of time. At this time, the polymerization initiator may be mixed with the remainder of the monomer represented by the formula (III) and the monomer represented by the formula (IV), or may be added to the monomer represented by the formula (III). The remainder and the monomer represented by formula (IV) may be added through a different route. The polymerization reaction is started by adding the polymerization initiator. After completion of the addition, the desired resin is obtained by holding at the predetermined reaction temperature for several hours.
本発明の製造方法において使用するモノマーの合計量(すなわち、式(III)で表されるモノマーと式(IV)で表されるモノマーとの合計量)に対して式(III)で表されるモノマー総量が占める割合は、5〜70重量%であることが好ましく、より好ましくは20〜40重量%である。この範囲では、欠陥の発生数がより少ないレジスト膜を与えることができる。また、同様の観点から、最初に反応容器に投入されている式(III)で表されるモノマーの割合は、式(III)で表されるモノマー全量のうち3〜40重量%であることが好ましい。 It is represented by the formula (III) with respect to the total amount of monomers used in the production method of the present invention (that is, the total amount of the monomer represented by the formula (III) and the monomer represented by the formula (IV)). The proportion of the total amount of monomers is preferably 5 to 70% by weight, more preferably 20 to 40% by weight. In this range, a resist film with fewer defects can be provided. From the same viewpoint, the proportion of the monomer represented by the formula (III) initially charged in the reaction vessel is 3 to 40% by weight of the total amount of the monomer represented by the formula (III). preferable.
第1工程の重合では各種重合方法を使用できるが、なかでもラジカル重合法を使用することが好ましい。 Although various polymerization methods can be used in the polymerization in the first step, it is preferable to use a radical polymerization method.
前記ラジカル重合法では有機溶剤を使用することが好ましい。この有機溶剤としては、通常、モノマー、重合開始剤、及び得られる共重合体のいずれも溶解できる溶剤である。
このような有機溶剤としては、トルエン等の炭化水素、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトン、イソプロピルアルコール、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等が挙げられ、1,4−ジオキサンが好ましい。これらの溶媒はそれぞれ単独でも用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
In the radical polymerization method, an organic solvent is preferably used. As this organic solvent, it is a solvent which can melt | dissolve normally all of a monomer, a polymerization initiator, and the copolymer obtained.
Examples of such organic solvents include hydrocarbons such as toluene, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, methyl isobutyl ketone, isopropyl alcohol, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, and the like. Dioxane is preferred. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記ラジカル重合方法における反応温度は、通常、0〜150℃の範囲であり、好ましくは40〜100℃の範囲である。かかる反応温度は、用いる重合開始剤等の種類に応じて調整する。有機溶媒の使用量は、仕込みモノマー総量に対して1〜5重量倍が好ましく、重合開始剤の使用量は、仕込みモノマー総量に対して1〜20モル%が好ましい。 The reaction temperature in the radical polymerization method is usually in the range of 0 to 150 ° C, preferably in the range of 40 to 100 ° C. The reaction temperature is adjusted according to the type of polymerization initiator used. The amount of the organic solvent used is preferably 1 to 5 times by weight based on the total amount of charged monomers, and the amount of the polymerization initiator used is preferably 1 to 20 mol% with respect to the total amount of charged monomers.
(式(III)で表されるモノマー)
[式(III)中、
R1は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、R2及びR3は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。
X1は、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。]
(Monomer represented by formula (III))
[In the formula (III),
R 1 represents a C 1-6 alkyl group, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R 2 and R 3 are bonded to each other to form carbon. A divalent hydrocarbon group of 2 to 20 is formed.
X 1 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is replaced by —O—, —CO— or —NH—. Also good. ]
式(III)で表されるモノマーは、式(I)で表される構造単位を与えるモノマーである。
式(III)で表されるモノマーとして、好ましくは式(a1−1)で表されるモノマー又は式(a1−2)で表されるモノマーが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The monomer represented by the formula (III) is a monomer that gives the structural unit represented by the formula (I).
The monomer represented by the formula (III) is preferably a monomer represented by the formula (a1-1) or a monomer represented by the formula (a1-2). These may be used alone or in combination of two or more.
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n2は0又は1の整数を表す。]
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—. Represents a hand.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n2 represents an integer of 0 or 1. ]
La1及びLa2は、好ましくは、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−であり、より好ましくは−O−である。k1は、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1である。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra6及びRa7のアルキル基及び脂環式炭化水素基としては、上記と同じ基が挙げられ、好ましくはメチル基又はエチル基である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
L a1 and L a2 are preferably —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably —O—. k1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Examples of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group for R a6 and R a7 include the same groups as described above, preferably a methyl group or an ethyl group.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
式(a1−1)で表されるモノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a1−1−1)〜(a1−1−6)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−1−1)〜(a1−1−3)で表されるモノマーがより好ましい。
Examples of the monomer represented by the formula (a1-1) include monomers described in JP 2010-204646 A. Monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-6) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-3) are more preferred. .
式(a1−2)で表されるモノマーとしては、例えば、1−エチル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレート、1−エチル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリレート、1−エチル−1−シクロヘプチル(メタ)アクリレート、1−メチル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレート、1−イソプロピル−1−シクロペンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。下式(a1−2−1)〜(a1−2−6)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−2−3)〜(a1−2−4)で表されるモノマーがより好ましく、下式(a1−2−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。
Examples of the monomer represented by the formula (a1-2) include 1-ethyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, 1-ethyl-1-cyclohexyl (meth) acrylate, 1-ethyl-1-cycloheptyl (meta ) Acrylate, 1-methyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, 1-isopropyl-1-cyclopentyl (meth) acrylate, and the like. Monomers represented by the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-6) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-2-3) to (a1-2-4) are more preferred. A monomer represented by the following formula (a1-2-3) is more preferable.
(式(IV)で表されるモノマー)
[式(IV)中、
R5は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。
X2は、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。
R7及びR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基を表すか、互いに結合して2価の炭化水素基を形成する。
sは、1又は2の整数を表す。
tは、0〜2の整数を表す。]
(Monomer represented by the formula (IV))
[In the formula (IV),
R 5 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
X 2 represents a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is replaced by —O—, —CO— or —NH—. Also good.
R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group.
s represents an integer of 1 or 2.
t represents an integer of 0-2. ]
アルキル基としては、上記と同じ基が挙げられる。
2価の炭化水素基としては、炭素数1〜6のアルキレン基が挙げられ、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等の直鎖状アルキレン基;
直鎖状アルキレンに、アルキル基(特に、炭素数1〜4のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)の側鎖を有したもの、例えば、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等の分岐状アルキレン;
等が挙げられる。
R7及びR8が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合、R7及びR8−CH−O−と共に形成する環は、3員環から7員環構造が好ましく、具体的には2−フラニルオキシ基、2−ピラニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group include the same groups as described above.
Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, Linear alkylene groups such as butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group;
On the side of an alkyl group (particularly an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group) Having a chain, for example, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene Group, branched alkylene such as 2-methyl-1,4-butylene group;
Etc.
When R 7 and R 8 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, the ring formed together with R 7 and R 8 —CH—O— preferably has a 3 to 7-membered ring structure. Examples include 2-furanyloxy group and 2-pyranyloxy group.
式(IV)で表されるモノマーとしては、下記のモノマーが挙げられ、好ましくはエトキシエトキシスチレンであり、より好ましくはp−エトキシエトキシスチレンである。
Examples of the monomer represented by the formula (IV) include the following monomers, preferably ethoxyethoxystyrene, and more preferably p-ethoxyethoxystyrene.
(重合開始剤)
重合開始剤は、公知の化合物を使用できる。具体的には、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、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(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)などのアゾ系化合物;ラウリルパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシドなどの有機過酸化物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などの無機過酸化物等が挙げられる。
(Polymerization initiator)
A known compound can be used as the polymerization initiator. Specifically, for example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2 , 2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) ), 2,2′-azobis (2-hydroxymethylpropionitrile) and the like; lauryl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, cumene hydroperoxide, Diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, tert-butyl peroxy Organic peroxides such as cineodecanoate, tert-butyl peroxypivalate, (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide; inorganic peroxides such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and hydrogen peroxide Can be mentioned.
なかでも、アゾ系化合物が好ましく、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)及びジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)がより好ましく、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)がさらに好ましい。また、重合開始剤を2種併用する場合、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と2,2’−アゾビスイソブチロニトリルとの組み合わせ、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)との組み合わせ、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)と1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)との組み合わせ、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)との組み合わせが好ましく、そのモル比率は1:1〜1:10の範囲が好ましい。 Of these, azo compounds are preferred, and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile). ), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile) and dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), more preferably 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) is more preferred. When two kinds of polymerization initiators are used in combination, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2′-azobisisobutyronitrile are combined, 2,2′-azobis ( 2,2-dimethylvaleronitrile) and 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 1,1′-azobis ( A combination with cyclohexane-1-carbonitrile), and a combination of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), The molar ratio is preferably in the range of 1: 1 to 1:10.
<第2工程>
第2工程では、第1工程で得られた生成物の−O−CHR8−O−R7を−OHにする。第1工程の後に第2工程を経て、樹脂(A)を製造することができる。
−O−CHR8−O−R7のうち、−OHになる基の割合は、−O−CHR8−O−R7の総量に対して、例えば80〜100%であり、好ましくは90〜100%である。
<Second step>
In the second step, —O—CHR 8 —O—R 7 of the product obtained in the first step is changed to —OH. A resin (A) can be manufactured through a 2nd process after a 1st process.
Of -O-CHR 8 -O-R 7 , the proportion of radicals consisting -OH, relative to the total amount of the -O-CHR 8 -O-R 7 , for example 80% to 100%, preferably from 90 to 100%.
第1工程で得られた生成物を加水分解して、−O−CHR8−O−R7を−OHにすることが好ましい。加水分解とは、溶質が水と反応して分解することをいう。
−O−CHR8−O−R7を−OHにする方法としては、例えばT.W.グリーン(T.W.Greene)及びP.G.M.ワッツ(P.G.M.Wuts)著、「有機合成の保護基(Protective Groups in Organic Synthesis)」、第四版、ジョン ウィリー アンド サンズ(John Wiley & Sons、ニューヨーク、2007年およびその引用文献に記載された方法により行うことができる。
It is preferable to hydrolyze the product obtained in the first step to change —O—CHR 8 —O—R 7 to —OH. Hydrolysis means that a solute reacts with water and decomposes.
As a method for converting —O—CHR 8 —O—R 7 to —OH, for example, T.W. W. TW Greene and P.I. G. M.M. By PGMWuts, "Protective Groups in Organic Synthesis", 4th edition, John Wiley & Sons, New York, 2007 and references cited therein. be able to.
加水分解としては、有機溶剤中アセタール保護基を脱保護反応することで、式(I)で表される構造単位及び式(II)で表される構造単位を有する樹脂を得ることができる。加水分解時の触媒としては、シュウ酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸、硫酸、塩酸等が使用できる。また、反応温度としては20〜50℃であり、反応時間としては0.2〜100時間、好ましくは0.5〜20時間である。
加水分解後、常法に従い酸を中和し、その後貧溶媒を用いて晶析を行いろ過・乾燥工程を経て樹脂を得ることができる。又は中和後、任意の溶剤に置換することで、樹脂溶液として得ることができる。任意の溶剤としては、例えばレジスト組成物用の溶剤が挙げられる。また上記工程の途中で溶液をろ過してもよい。
As the hydrolysis, a resin having a structural unit represented by formula (I) and a structural unit represented by formula (II) can be obtained by deprotecting an acetal protecting group in an organic solvent. As a catalyst at the time of hydrolysis, oxalic acid, acetic acid, p-toluenesulfonic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and the like can be used. The reaction temperature is 20 to 50 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.
After hydrolysis, the acid can be neutralized according to a conventional method, followed by crystallization using a poor solvent, and a resin can be obtained through filtration and drying steps. Or it can obtain as a resin solution by substituting with arbitrary solvents after neutralization. As an arbitrary solvent, the solvent for resist compositions is mentioned, for example. Moreover, you may filter a solution in the middle of the said process.
〈その他のモノマーに由来する構造単位〉
樹脂(A)は、上記のモノマー以外のその他の公知のモノマーに由来する構造単位を有していてもよい。
<Structural units derived from other monomers>
The resin (A) may have a structural unit derived from other known monomers other than the above monomers.
樹脂(A)の具体例を、式(I)に由来する構造単位、式(II)に由来する構造単位及びその他のモノマーに由来する構造単位の組み合わせで示す。
Specific examples of the resin (A) are shown by combinations of structural units derived from the formula (I), structural units derived from the formula (II), and structural units derived from other monomers.
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。 The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more) and 50,000 or less (more preferably 30,000 or less).
本発明のレジスト組成物は、樹脂(A)及び酸発生剤を含有する。
レジスト組成物中の樹脂の含有率は、好ましくは、組成物の固形分中80質量%以上である。
なお本明細書において「組成物中の固形分」とは、後述する溶剤(E)を除いたレジスト組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分及びこれに対する樹脂(A)の含有率は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。
The resist composition of the present invention contains a resin (A) and an acid generator.
The content of the resin in the resist composition is preferably 80% by mass or more in the solid content of the composition.
In the present specification, the “solid content in the composition” means the total of resist composition components excluding the solvent (E) described later. The solid content in the composition and the content of the resin (A) relative thereto can be measured, for example, by a known analysis means such as liquid chromatography or gas chromatography.
〈酸発生剤(以下「酸発生剤(B)」という場合がある)〉
酸発生剤(B)は、非イオン系とイオン系とに分類される。非イオン系酸発生剤には、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、DNQ 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が含まれる。イオン系酸発生剤は、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えばジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩)が代表的である。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチドアニオン等がある。
<Acid generator (hereinafter sometimes referred to as "acid generator (B)")>
The acid generator (B) is classified into a nonionic type and an ionic type. Nonionic acid generators include organic halides, sulfonate esters (for example, 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, DNQ 4- Sulfonate), sulfones (for example, disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like. The ionic acid generator is typically an onium salt containing an onium cation (for example, diazonium salt, phosphonium salt, sulfonium salt, iodonium salt). Examples of the anion of the onium salt include a sulfonate anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.
酸発生剤(B)としては、例えば特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号や、米国特許第3,779,778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第126,712号等に記載の放射線によって酸を発生する化合物を使用できる。 Examples of the acid generator (B) include JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, JP-A 63-146038, JP-A 63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029, U.S. Pat. No. 3,779,778, U.S. Pat. No. 3,849,137, German Patent 3914407, European Patent 126,712. The compound which generate | occur | produces an acid by the radiation as described in No. etc. can be used.
酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)で表されるスルホン酸塩(以下「酸発生剤(B1)」という場合がある。)である。 The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, more preferably a sulfonate represented by the formula (B1) (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B1)”). .
[式(B1)中、
Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、単結合又は2価の炭素数1〜17の飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、前記アルキル基及び前記脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−SO2−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the divalent saturated hydrocarbon group is replaced by —O— or —CO—. May be.
Y represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the alkyl group and the above —CH 2 — contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced by —O—, —SO 2 — or —CO—.
Z + represents an organic cation. ]
ペルフルオロアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
式(B1)では、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、好ましくはペルフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
Examples of the perfluoroalkyl group include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoro sec-butyl group, a perfluoro tert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. It is done.
In formula (B1), Q 1 and Q 2 are each independently preferably a perfluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、単環式又は多環式の脂環式炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の直鎖状アルキレン基;
直鎖状アルキレンに、アルキル基(特に、炭素数1〜4のアルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)の側鎖を有したもの、例えば、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等の分岐状アルキレン;
1,3−シクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロアルキレン基である単環式の脂環式炭化水素基;
1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等の多環式の脂環式炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group include a linear alkylene group, a branched alkylene group, a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group, and a combination of two or more of these groups. It may be a thing.
Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1 , 6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group , Dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1, Linear alkylene groups such as 17-diyl group, methylidene group, ethylidene group, propylidene group, 2-propylidene group;
On the side of an alkyl group (particularly an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group) Having a chain, for example, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,2-propylene group, 1-methyl-1,4-butylene Group, branched alkylene such as 2-methyl-1,4-butylene group;
Monocyclic alicyclic hydrocarbon groups which are cycloalkylene groups such as 1,3-cyclobutylene group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,5-cyclooctylene group ;
Examples thereof include polycyclic alicyclic hydrocarbon groups such as 1,4-norbornylene group, 2,5-norbornylene group, 1,5-adamantylene group, 2,6-adamantylene group and the like.
Lb1の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、式(b1−1)〜式(b1−6)が挙げられる。Lb1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれか、さらに好ましくは式(b1−1)又は式(b1−2)が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−6)は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、左側でC(Q1)(Q2)−と結合し、右側で−Yと結合する。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。 Examples of the group in which —CH 2 — contained in the saturated hydrocarbon group of L b1 is replaced by —O— or —CO— include formula (b1-1) to formula (b1-6). L b1 is preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-4), more preferably formula (b1-1) or formula (b1-2). Incidentally, the formula (b1-1) ~ formula (b1-6) are described together the left and right in the equation (B1), the left C (Q 1) (Q 2 ) - bound to, the right side Combines with -Y. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).
式(b1−1)〜式(b1−6)中、
Lb2は、単結合又は炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。
Lb3は、単結合又は炭素数1〜12の飽和炭化水素基を表す。
Lb4は、炭素数1〜13の飽和炭化水素基を表す。但しLb3及びLb4の炭素数上限は13である。
Lb5は、炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。
Lb6及びLb7は、それぞれ独立に、炭素数1〜15の飽和炭化水素基を表す。但しLb6及びLb7の炭素数上限は16である。
Lb8は、炭素数1〜14の飽和炭化水素基を表す。
Lb9及びLb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜11の飽和炭化水素基を表す。但しLb9及びLb10の炭素数上限は12である。
中でも、好ましくは式(b1−1)で表される2価の基であり、より好ましくは、Lb2が単結合又は−CH2−である式(b1−1)で表される2価の基である。
In formula (b1-1) to formula (b1-6),
L b2 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b3 represents a single bond or a saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b4 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms. However, the upper limit of the carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b6 and L b7 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. However, the upper limit of the carbon number of L b6 and L b7 is 16.
L b8 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms.
L b9 and L b10 each independently represent a saturated hydrocarbon group having 1 to 11 carbon atoms. However, the upper limit of the carbon number of L b9 and L b10 is 12.
Among them, a divalent group represented by the formula (b1-1) is preferable, and a divalent group represented by the formula (b1-1) in which L b2 is a single bond or —CH 2 — is more preferable. It is a group.
式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.
式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.
式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.
Yのアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基、炭素数1〜12のアルキル基、ヒドロキシ基含有炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2)j2−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。Yの置換基であるアルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びアラルキル基等は、さらに置換基を有していてもよい。ここでの置換基は、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基等が挙げられる。
ヒドロキシ基含有アルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
Yのアルキル基及び脂環式炭化水素基における−CH2−が−O−、−SO2−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、環状エーテル基(−CH2−が−O−で置き換わった基)、オキソ基を有する脂環式炭化水素基(−CH2−が−CO−で置き換わった基)、スルトン環基(隣り合う2つの−CH2−が、それぞれ、−O−又は−SO2−で置き換わった基)又はラクトン環基(隣り合う2つの−CH2−が、それぞれ、−O−又は−CO−で置き換わった基)等が挙げられる。
As an alkyl group of Y, Preferably, a C1-C6 alkyl group is mentioned.
Examples of the substituent for the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group include a halogen atom, a hydroxy group, an oxo group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxy group-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and 3 carbon atoms. -16 alicyclic hydrocarbon group, C1-C12 alkoxy group, C6-C18 aromatic hydrocarbon group, C7-C21 aralkyl group, C2-C4 acyl group, glycidyl An oxy group or — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group (wherein R b1 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or 6 carbon atoms) Represents an aromatic hydrocarbon group of ˜18.j2 represents an integer of 0 to 4.) and the like. The alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, aralkyl group, and the like, which are substituents for Y, may further have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxy group, and an oxo group.
Examples of the hydroxy group-containing alkyl group include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.
Examples of the group in which —CH 2 — in the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group of Y is replaced by —O—, —SO 2 — or —CO— include, for example, a cyclic ether group (—CH 2 — is —O—). ), An alicyclic hydrocarbon group having an oxo group (a group in which —CH 2 — is replaced by —CO—), and a sultone ring group (two adjacent —CH 2 — are each represented by —O— Or a group substituted by —SO 2 —) or a lactone ring group (a group in which two adjacent —CH 2 — are each replaced by —O— or —CO—).
特に、Yの脂環式炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y26)で表される基が挙げられる。
In particular, examples of the alicyclic hydrocarbon group for Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y26).
なかでも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)又は式(Y19)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)又は式(Y14)で表される基である。 Especially, it is preferably a group represented by any one of formulas (Y1) to (Y19), more preferably represented by formula (Y11), formula (Y14), formula (Y15) or formula (Y19). And more preferably a group represented by formula (Y11) or formula (Y14).
Yは、好ましくは置換基(例えば、オキソ基等)を有していてもよいアダマンチル基であり、より好ましくはアダマンチル基又はオキソアダマンチル基である。 Y is preferably an adamantyl group which may have a substituent (for example, an oxo group or the like), more preferably an adamantyl group or an oxoadamantyl group.
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、好ましくは、式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)で表されるアニオンが挙げられる。以下の式においては、置換基の定義は上記と同じ意味であり、置換基Rb2及びRb3は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキル基(好ましくは、メチル基)を表す。
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたアニオンが挙げられる。
The sulfonate anion in the salt represented by the formula (B1) is preferably an anion represented by the formula (b1-1-1) to the formula (b1-1-1-9). In the following formulae, the definition of the substituent has the same meaning as described above, and the substituents R b2 and R b3 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group).
Specific examples of the sulfonate anion in the salt represented by the formula (B1) include the anions described in JP 2010-204646 A.
酸発生剤(B)に含まれるカチオンは、オニウムカチオン、例えば、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられ、好ましくは、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンであり、より好ましくは、アリールスルホニウムカチオンである。 The cation contained in the acid generator (B) includes an onium cation such as a sulfonium cation, an iodonium cation, an ammonium cation, a benzothiazolium cation, and a phosphonium cation, and preferably a sulfonium cation or an iodonium cation. More preferred is an arylsulfonium cation.
式(B1)中のZ+は、好ましくは式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される。 Z + in formula (B1) is preferably represented by any of formula (b2-1) to formula (b2-4).
これらの式(b2−1)〜式(b2−4)において、
Rb4〜Rb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。前記アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、前記脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、前記芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。
In these formulas (b2-1) to (b2-4),
R b4 to R b6 each independently represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The alkyl group may be substituted with a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group has a halogen atom or a carbon number. The aromatic hydrocarbon group may be substituted with an acyl group of 2 to 4 or a glycidyloxy group, and the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alicyclic group having 3 to 18 carbon atoms. It may be substituted with a hydrocarbon group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.
Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。
Rb11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
Rb9〜Rb11のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜12であり、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12である。
Rb12は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。前記芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Rb9とRb10と、及びRb11とRb12とは、それぞれ独立に、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの環の−CH2−は、−O−、−S−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
R b9 and R b10 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms.
R b11 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
The alkyl group of R b9 to R b11 preferably has 1 to 12 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms.
R b12 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an alkylcarbonyloxy group having 1 to 12 carbon atoms. May be substituted.
R b9 and R b10 , and R b11 and R b12 may be independently bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), These rings —CH 2 — may be replaced by —O—, —S— or —CO—.
Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Lb11は、−S−又は−O−を表す。
o2、p2、s2、及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2〜t2のいずれかが2であるとき、それぞれ、複数のRb13〜Rb18のいずれかは互いに同一でも異なってもよい。
R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b11 represents -S- or -O-.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When any of o2 to t2 is 2, any of the plurality of R b13 to R b18 may be the same as or different from each other.
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkylcarbonyloxy group include a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group, Examples thereof include a pentylcarbonyloxy group, a hexylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group, and a 2-ethylhexylcarbonyloxy group.
アルキル基としては、好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、好ましくは、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基、及びイソボルニル基が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、好ましくは、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基が挙げられる。
置換基が芳香族炭化水素基であるアルキル基(アラルキル基)としては、ベンジル基などが挙げられる。
Rb9及びRb10が形成する環としては、例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
Rb11及びRb12が形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環などが挙げられる。
The alkyl group is preferably a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group. Is mentioned.
The alicyclic hydrocarbon group is preferably a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclodecyl group, a 2-alkyl-2-adamantyl group, or 1- (1-adamantyl) -1 -An alkyl group and an isobornyl group are mentioned.
The aromatic hydrocarbon group is preferably a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, or a biphenylyl group. And a naphthyl group.
Examples of the alkyl group (aralkyl group) whose substituent is an aromatic hydrocarbon group include a benzyl group.
Examples of the ring formed by R b9 and R b10 include a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring.
Examples of the ring formed by R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
カチオン(b2−1)〜カチオン(b2−4)の中でも、好ましくは、カチオン(b2−1)であり、より好ましくは、式(b2−1−1)で表されるカチオンであり、特に好ましくは、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0)である。 Among the cations (b2-1) to (b2-4), the cation (b2-1) is preferable, and the cation represented by the formula (b2-1-1) is more preferable. Is a triphenylsulfonium cation (v2 = w2 = x2 = 0 in formula (b2-1-1)).
式(b2−1−1)中、
Rb19〜Rb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
アルキル基は、好ましくは炭素数1〜12であり、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数4〜18である。
前記アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。
前記脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよい。
v2〜x2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。v2〜x2のいずれかが2以上のとき、それぞれ、複数のRb19〜Rb21のいずれかは、互いに同一でも異なってもよい。
なかでも、Rb19〜Rb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基である。
In formula (b2-1-1),
R b19 to R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or 1 to 1 carbon atoms. 12 alkoxy groups are represented.
The alkyl group preferably has 1 to 12 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 18 carbon atoms.
The alkyl group may be substituted with a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or a glycidyloxy group.
v2 to x2 each independently represents an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1). When any one of v2 to x2 is 2 or more, any one of the plurality of R b19 to R b21 may be the same as or different from each other.
Among them, R b19 to R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. .
カチオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたカチオンが挙げられる。 Specific examples of the cation include those described in JP2010-204646A.
酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。上述のアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができ、好ましくは、アニオン(b1−1−1)〜アニオン(b1−1−9)のいずれかとカチオン(b2−1−1)との組合せ、並びにアニオン(b1−1−3)〜(b1−1−5)のいずれかとカチオン(b2−3)との組合せが挙げられる。 The acid generator (B1) is a combination of the above-described sulfonate anion and organic cation. The above-mentioned anion and cation can be arbitrarily combined, and preferably a combination of any one of anion (b1-1-1) to anion (b1-1-9) and cation (b2-1-1), and A combination of any one of anions (b1-1-3) to (b1-1-5) and a cation (b2-3) may be mentioned.
酸発生剤(B1)としては、好ましくは、式(B1−1)〜式(B1−17)で表される塩が挙げられ、より好ましくは、トリフェニルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤(B1−1)、(B1−2)、(B1−6)、(B1−11)、(B1−12)、(B1−13)及び(B1−14)が挙げられる。 The acid generator (B1) is preferably a salt represented by the formula (B1-1) to the formula (B1-17), and more preferably an acid generator (B1-) containing a triphenylsulfonium cation. 1), (B1-2), (B1-6), (B1-11), (B1-12), (B1-13) and (B1-14).
酸発生剤(B)の含有率は、樹脂(A)において、好ましくは1質量%以上(より好ましくは3質量%以上)、好ましくは30質量%以下(より好ましくは25質量%以下)である。 The content of the acid generator (B) in the resin (A) is preferably 1% by mass or more (more preferably 3% by mass or more), preferably 30% by mass or less (more preferably 25% by mass or less). .
〈クエンチャー(以下「クエンチャー(C)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物はクエンチャー(C)を含むことが好ましい。
<Quencher (hereinafter sometimes referred to as “quencher (C)”)>
The resist composition of the present invention preferably contains a quencher (C).
クエンチャー(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物であることが好ましく、例えばアミン及びアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、1級アミン、2級アミン及び3級アミンが挙げられる。クエンチャー(C)として、好ましくは、式(C1)で表される化合物〜式(C9)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物及び式(C9)で表される化合物が挙げられる。 The quencher (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and ammonium salts. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The quencher (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to a compound represented by the formula (C9), more preferably a compound represented by the formula (C1-1) and the formula ( And compounds represented by C9).
[式(C1)中、Rc1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。] [In formula (C1), R c1 , R c2 and R c3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 represents an aromatic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms. It may be substituted with a group hydrocarbon group. ]
[式(C1−1)中、Rc2及びRc3は、上記と同じ意味を表す。
Rc4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4は、互いに同一でも異なってもよい。]
[In Formula (C1-1), R c2 and R c3 represent the same meaning as described above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, a plurality of R c4 s may be the same as or different from each other. ]
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、Rc5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
Rc9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9は、互いに同一でも異なってもよい。]
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4), R c5 , R c6 , R c7 and R c8 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, the plurality of R c9 may be the same as or different from each other. ]
[式(C5)及び式(C6)中、Rc10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
Rc14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3又はp3が2以上であるとき、それぞれ、複数のRc14及びRc15は互いに同一でも異なってもよい。
Lc1は、炭素数1〜6のアルキレン基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[In Formula (C5) and Formula (C6), R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently represent the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when o3 or p3 is 2 or more, the plurality of R c14 and R c15 may be the same as or different from each other.
L c1 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
[式(C7)及び式(C8)中、Rc18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3、r3及びs3が2以上であるとき、それぞれ、複数のRc18、Rc19及びRc20は互いに同一でも異なってもよい。
Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Wherein (C7) and formula (C8), R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently represent the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represent an integer of 0 to 3, q3, when r3 and s3 is 2 or more, each of a plurality of R c18, R c19 and R c 20 may be the same or different from each other .
L c2 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
[式(C9)中、Rc21、Rc22、Rc23及びRc24は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜20の飽和環状炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基を表す。
Rc25は、置換基を有していてもよいC1〜C36炭化水素基を表し、該炭化水素基はヘテロ原子を含んでいてもよい。]
[In the formula (C9), R c21 , R c2 2 , R c23 and R c24 may each independently have a C 1-20 alkyl group which may have a substituent or a substituent. The C3-C20 saturated cyclic hydrocarbon group or the C2-C20 alkenyl group which may have a substituent is represented.
R c25 represents a C 1 -C 36 hydrocarbon group which may have a substituent, and the hydrocarbon group may contain a hetero atom. ]
式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン等が挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2-diphenyl Examples include ethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and preferably diisopropyl Ruanirin. Particularly preferred include 2,6-diisopropylaniline.
式(C2)で表される化合物としては、ピペラジン等が挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリン等が挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物等が挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリン等が挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール、4−メチルイミダゾール等が挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン、4−メチルピリジン等が挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミン、ビピリジン等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine, 2,2′-dipiconylamine, bipyridine and the like.
式(C9)で表される化合物に含まれるカチオンとしては、式(IA−1)〜式(IA−8)で表されるカチオンが挙げられる。
Examples of the cation contained in the compound represented by the formula (C9) include cations represented by the formulas (IA-1) to (IA-8).
式(C9)で表される化合物に含まれるアニオンとしては、式(IB−1)〜式(IB−16)で表されるカチオンが挙げられる。
Examples of the anion contained in the compound represented by formula (C9) include cations represented by formula (IB-1) to formula (IB-16).
式(C9)で表される化合物としては、式(C9−1)〜式(C9−55)で表される化合物が挙げられ、式(C9−1)〜式(C9−5)で表される化合物及び式(C9−12)〜式(C9−30)で表される化合物が好ましく、式(C9−12)〜式(C9−21)で表される化合物がより好ましい。 Examples of the compound represented by formula (C9) include compounds represented by formula (C9-1) to formula (C9-55), which are represented by formula (C9-1) to formula (C9-5). And compounds represented by formula (C9-12) to formula (C9-30) are preferred, and compounds represented by formula (C9-12) to formula (C9-21) are more preferred.
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。 As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, choline and the like can be mentioned.
クエンチャー(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分量を基準に、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。 The content of the quencher (C) is preferably about 0.01 to 5% by mass, more preferably about 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably 0, based on the solid content of the resist composition. About 0.01 to 1% by mass.
〈溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある〉
本発明のレジスト組成物は、溶剤(E)を含んでいてもよい。溶剤(E)の含有率は、例えばレジスト組成物中90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、例えば99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。
溶剤(E)の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
<Solvent (sometimes referred to as "solvent (E)")
The resist composition of the present invention may contain a solvent (E). The content of the solvent (E) is, for example, 90% by mass or more in the resist composition, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, for example 99.9% by mass or less, preferably 99% by mass or less. It is.
The content rate of a solvent (E) can be measured by well-known analysis means, such as a liquid chromatography or a gas chromatography, for example.
溶剤(E)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類;等を挙げることができる。溶剤(E)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the solvent (E) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and And esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; A solvent (E) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
〈その他の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分(F)を含有していてもよい。成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
<Other components (hereinafter sometimes referred to as “other components (F)”)>
The resist composition of this invention may contain the other component (F) as needed. The component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field, for example, sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes and the like can be used.
<本レジスト組成物及びその調製方法>
本レジスト組成物は、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び溶剤(E)を混合することで、又は、
樹脂(A)、酸発生剤(B)、クエンチャー(C)及び溶剤(E)を混合することで調製することができる。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂などの種類や樹脂等の溶剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
<This resist composition and its preparation method>
This resist composition is obtained by mixing the resin (A), the acid generator (B) and the solvent (E), or
It can be prepared by mixing the resin (A), the acid generator (B), the quencher (C), and the solvent (E). In such mixing, the mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select an appropriate temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the kind etc. of resin, the solubility with respect to solvent (E), such as resin. An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
このように、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び溶剤(E)、並びに必要に応じて用いられるクエンチャー(C)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.2μm程度のフィルターを用いてろ過等することにより、本レジスト組成物は調製できる。 As described above, after mixing the resin (A), the acid generator (B) and the solvent (E), and each of the quencher (C) or the component (F) used as necessary, at a preferable content, The present resist composition can be prepared by filtration using a filter having a pore size of about 0.2 μm.
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) The process of apply | coating the resist composition of this invention on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A step of developing the composition layer after heating is included.
レジスト組成物の基体上への塗布は、スピンコーター等、通常、用いられる装置によって行うことができる。 Application of the resist composition onto the substrate can be performed by a commonly used apparatus such as a spin coater.
塗布後の組成物を乾燥させて溶剤を除去する。溶剤の除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させることにより行われるか、あるいは減圧装置を用いて行われ、溶剤が除去された組成物層が形成される。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が例示される。また、圧力は、1〜1.0×105Pa程度が例示される。 The composition after application is dried to remove the solvent. The removal of the solvent is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate or by using a decompression device to form a composition layer from which the solvent has been removed. As for the temperature in this case, about 50-200 degreeC is illustrated, for example. The pressure is exemplified by about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.
得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。この際、通常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2レーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを用いることができる。 The obtained composition layer is exposed using an exposure machine. The exposure machine may be an immersion exposure machine. At this time, exposure is usually performed through a mask corresponding to a required pattern. The exposure light source emits ultraviolet laser light such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser, etc.) Various types of laser beam can be used, such as those that convert the wavelength of the laser beam from) to radiate a harmonic laser beam in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region.
露光後の組成物層は、脱保護基反応を促進するための加熱処理が行われる。加熱温度としては、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。
加熱後の組成物層を、現像装置を用いて、通常、アルカリ現像液を利用して現像する。
ここで用いられるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
現像後、超純水でリンスし、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
The composition layer after the exposure is subjected to heat treatment for promoting the deprotection group reaction. As heating temperature, it is about 50-200 degreeC normally, Preferably it is about 70-150 degreeC.
The heated composition layer is usually developed using an alkali developer using a developing device.
The alkaline developer used here may be various alkaline aqueous solutions used in this field. Examples thereof include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).
After development, it is preferable to rinse with ultrapure water to remove water remaining on the substrate and the pattern.
〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、EB用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物として好適である。
<Application>
The resist composition of the present invention is suitable as a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for EB, or a resist composition for EUV exposure machines.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、以下の条件でポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型)により求めた値である。
カラム:TSKgel G4000HXL + TSKgel G2000HXL + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing content and use amount are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type manufactured by Tosoh Corporation) using polystyrene as a standard product under the following conditions.
Column: TSKgel G4000H XL + TSKgel G2000H XL + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μL
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
実施例1:樹脂A1の合成
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコに1,4−ジオキサンを19.99部、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル3.49部仕込み、窒素置換後82℃まで昇温した。そこへp−(1−エトキシエトキシ)スチレン18.00部、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル8.14部、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル3.69部及びアゾビスイソブチロニトリル2.05部を1,4−ジオキサン29.98部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。その後82℃を保ったまま6時間攪拌を継続した。冷却したメタノール303部及びイオン交換水130部の混合溶液に、得られた反応液を注ぎ樹脂を再沈させた。ろ過後得られた樹脂をメチルイソブチルケトン100部に溶解し、p−トルエンスルホン酸0.67部をイオン交換水66.63部に溶かした溶液を加え6時間撹拌し、p−(1−エトキシエトキシ)スチレンに由来する構造単位の−O−CH(CH3)−O−CH2CH3を−OHに加水分解した。分液後、有機層をイオン交換水67部で3度洗浄後、メチルイソブチルケトン67部を加え、134部になるまで濃縮した。この溶液をn−ヘプタン433部に注ぎ樹脂を析出させた。析出した樹脂を濾取し減圧乾燥して、重量平均分子量約5.06×103の共重合体を25.20部得た。これを樹脂A1とする。
Example 1: Synthesis of Resin A1 In a four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer, 19.99 parts of 1,4-dioxane and 3.49 parts of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate were charged, and after replacement with nitrogen 82 The temperature was raised to ° C. Thereto, p- (1-ethoxyethoxy) styrene 18.00 parts, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate 8.14 parts, 3.hydroxy-1-adamantyl methacrylate 3.69 parts and azobisisobutyronitrile A solution prepared by dissolving 2.05 parts in 29.98 parts of 1,4-dioxane was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was continued for 6 hours while maintaining 82 ° C. The obtained reaction solution was poured into a cooled mixed solution of 303 parts of methanol and 130 parts of ion-exchanged water to reprecipitate the resin. The resin obtained after filtration was dissolved in 100 parts of methyl isobutyl ketone, a solution prepared by dissolving 0.67 parts of p-toluenesulfonic acid in 66.63 parts of ion-exchanged water was added and stirred for 6 hours, and p- (1-ethoxy The structural unit —O—CH (CH 3 ) —O—CH 2 CH 3 derived from ethoxy) styrene was hydrolyzed to —OH. After separation, the organic layer was washed 3 times with 67 parts of ion exchange water, 67 parts of methyl isobutyl ketone was added, and the mixture was concentrated to 134 parts. This solution was poured into 433 parts of n-heptane to precipitate a resin. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain 25.20 parts of a copolymer having a weight average molecular weight of about 5.06 × 10 3 . This is designated as resin A1.
比較例1:樹脂H1の合成
冷却管、攪拌機を備えた四つ口フラスコに1,4−ジオキサンを19.21部仕込み、窒素置換後82℃まで昇温した。そこへp−(1−エトキシエトキシ)スチレン17.30部、メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル11.17部、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル3.54部及びアゾビスイソブチロニトリル1.97部を1,4−ジオキサン28.82部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。その後82℃を保ったまま6時間攪拌を継続した。冷却したメタノール291部及びイオン交換水125部の混合溶液に、得られた反応液を注ぎ樹脂を再沈させた。ろ過後得られた樹脂をメチルイソブチルケトン96部に溶解し、p−トルエンスルホン酸0.64部をイオン交換水64部に溶かした溶液を加え6時間撹拌した。分液後、有機層をイオン交換水64部で3度洗浄後、メチルイソブチルケトン64部を加え、128部になるまで濃縮した。この溶液をn−ヘプタン416部に注ぎ樹脂を析出させた。析出した樹脂を濾取し減圧乾燥して、重量平均分子量約5.10×103の共重合体を24.20部得た。これを樹脂H1とする。
Comparative Example 1: Synthesis of Resin H1 19.21 parts of 1,4-dioxane was charged into a four-necked flask equipped with a condenser and a stirrer, and the temperature was raised to 82 ° C. after substitution with nitrogen. Thereto, 17.30 parts of p- (1-ethoxyethoxy) styrene, 11.17 parts of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 3.54 parts of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate and azobisisobutyronitrile A solution prepared by dissolving 1.97 parts in 28.82 parts of 1,4-dioxane was added dropwise over 1 hour. Thereafter, stirring was continued for 6 hours while maintaining 82 ° C. The obtained reaction solution was poured into a cooled mixed solution of 291 parts of methanol and 125 parts of ion-exchanged water to reprecipitate the resin. The resin obtained after filtration was dissolved in 96 parts of methyl isobutyl ketone, and a solution prepared by dissolving 0.64 part of p-toluenesulfonic acid in 64 parts of ion-exchanged water was added and stirred for 6 hours. After separation, the organic layer was washed 3 times with 64 parts of ion exchange water, 64 parts of methyl isobutyl ketone was added, and the mixture was concentrated to 128 parts. This solution was poured into 416 parts of n-heptane to precipitate a resin. The precipitated resin was collected by filtration and dried under reduced pressure to obtain 24.20 parts of a copolymer having a weight average molecular weight of about 5.10 × 10 3 . This is designated as resin H1.
以下の表の各成分を混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。 The components in the following table were mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
<樹脂>
樹脂A1
樹脂H1
<Resin>
Resin A1
Resin H1
<酸発生剤>
酸発生剤B1
<Acid generator>
Acid generator B1
<クエンチャー>
化合物C1:
<Quencher>
Compound C1:
<溶剤>
溶剤E1:
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 430.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 150.0部
γ−ブチロラクトン 5.0部
<Solvent>
Solvent E1:
Propylene glycol monomethyl ether acetate 430.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 150.0 parts γ-butyrolactone 5.0 parts
電子線用レジスト組成物としての評価
シリコンウェハーを、ダイレクトホットプレート上にて、ヘキサメチルジシラザンを用いて110℃で60秒処理した上で、レジスト組成物を乾燥後の膜厚が0.05μmとなるようにスピンコートした。レジスト組成物塗布後は、ダイレクトホットプレート上にて、表3記載の温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト膜を形成したそれぞれのウェハーに、電子線描画機〔(株)日立製作所製の「HL−800D
50keV」を用い、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。露光後は、ホットプレート上にて表3記載の温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
Evaluation as a resist composition for an electron beam A silicon wafer was treated on a direct hot plate with hexamethyldisilazane at 110 ° C. for 60 seconds, and the film thickness after drying the resist composition was 0.05 μm. It spin-coated so that it might become. After applying the resist composition, it was pre-baked (PB) for 60 seconds at a temperature shown in Table 3 on a direct hot plate. An electron beam lithography machine [“HL-800D” manufactured by Hitachi, Ltd. was applied to each wafer on which the resist film was formed.
The line-and-space pattern was exposed by changing the exposure amount stepwise using “50 keV”. After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds at a temperature shown in Table 3 on a hot plate, and paddle development was further performed for 60 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.
LWR(line width roughness)評価:各レジスト膜において、0.1μmのラインアンドスペースパターンが1:1におけるLWRを、SuMMITソフトウエア(EUV Technology社)を使用して測定し、パターンの幅のがたつきが9nm未満のものを○、9nm以上のものを×とした。数値が小さい方がパターンの幅のがたつきが小さく性能が良好であることを示す。 LWR (line width roughness) evaluation: In each resist film, a 0.1 μm line-and-space pattern of 1: 1 was measured using SuMMIT software (EUV Technology), and the width of the pattern was measured. Samples with a tack of less than 9 nm were marked with ◯ and those with a thickness of 9 nm or more were marked with ×. The smaller the value, the smaller the width of the pattern and the better the performance.
本発明の樹脂の製造方法により得られる樹脂を含有するレジスト組成物から、優れたラインウィドゥスラフネス(LWR)を有するパターンを得ることができる。 A pattern having excellent line width roughness (LWR) can be obtained from a resist composition containing a resin obtained by the method for producing a resin of the present invention.
Claims (7)
式(III)で表されるモノマーの溶液に、式(IV)で表されるモノマーの溶液を添加して、式(III)で表されるモノマー及び式(IV)で表されるモノマーを重合させる第1工程と、
第1工程で得られた生成物の−O−CHR8−O−R7を−OHにする第2工程と、
を有する樹脂の製造方法。
[式(I)〜式(IV)中、
R1及びR5は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、R2及びR3は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。
R6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のアルコキシ基を表す。
X1及びX2は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜20の2価の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−CO−又は−NH−で置き換わっていてもよい。
R7及びR8は、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基を表すか、互いに結合して2価の炭化水素基を形成する。
sは、1又は2の整数を表す。
tは、0〜2の整数を表す。] A method for producing a resin having a structural unit represented by formula (I) and a structural unit represented by formula (II),
The monomer solution represented by formula (IV) is added to the monomer solution represented by formula (III) to polymerize the monomer represented by formula (III) and the monomer represented by formula (IV). A first step of
A second step in which —O—CHR 8 —O—R 7 of the product obtained in the first step is changed to —OH;
The manufacturing method of resin which has this.
[In Formula (I)-Formula (IV),
R 1 and R 5 each independently represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or R 2 and R 3 are bonded to each other to form carbon. A divalent hydrocarbon group of 2 to 20 is formed.
R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
X 1 and X 2 each independently represent a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group is —O—, —CO— or It may be replaced by —NH—.
R 7 and R 8 each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group.
s represents an integer of 1 or 2.
t represents an integer of 0-2. ]
[式(a1−1)中、
La1は、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra4は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6は、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。] The method for producing a resin according to claim 1 or 2, wherein the monomer represented by the formula (III) is a monomer represented by the formula (a1-1).
[In the formula (a1-1),
L a1 represents —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—.
R a4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14. ]
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。 (1) The process of apply | coating the resist composition of Claim 6 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A step of heating the composition layer after exposure,
(5) A method for producing a resist pattern including a step of developing the composition layer after heating.
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