JP5864341B2 - Resist composition and method for producing resist pattern - Google Patents
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Description
本発明は、レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法等に関する。 The present invention relates to a resist composition, a method for producing a resist pattern using the resist composition, and the like.
特許文献1には、式(u1)で表される構造単位、式(u2)で表される構造単位及び式(u3)で表される構造単位からなる樹脂と、酸発生剤と、塩基性化合物と、溶剤とからなるレジスト組成物が記載されている。
Patent Document 1 discloses a resin comprising a structural unit represented by formula (u1), a structural unit represented by formula (u2), and a structural unit represented by formula (u3), an acid generator, A resist composition comprising a compound and a solvent is described.
従来のレジスト組成物によって形成したレジストパターンにおいては、パターン倒れが多数発生する場合があった。 In a resist pattern formed by a conventional resist composition, many pattern collapses may occur.
本発明は、以下の発明を含む。
[1](A)式(I)で表される構造単位を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂、
(B)酸発生剤及び
(D)式(II)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
X1は、酸素原子又は−N(Rc)−(但し、Rcは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を表す。
Z1は、*−X2−、*−X2−X4−CO−X3−又は*−X2−CO−X4−X3−(但し、X2及びX3は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。X4は酸素原子又は−N(Rc)−を表す。Rcは前記と同義である。*はX1との結合手を表す。)で表される基を表す。
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。]
[式(II)中、
R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜7のアシル基、炭素数2〜7のアシルオキシ基、炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、mが2以上の場合、複数のR2は同一又は相異なり、nが2以上の場合、複数のR3は同一又は相異なる。]
[2]環T1が、多環式のスルトン環である[1]記載のレジスト組成物。
[3]環T1が、式(T1)で表される環である[1]又は[2]記載のレジスト組成物。
[式(T1)中、
R4は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
tは、0〜9の整数を表し、tが2以上のとき、複数のR4は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。]
[4]Z1が、*−X2−で表される基(但し、X2及び*は前記と同義である。)である[1]〜[3]のいずれか記載のレジスト組成物。
[5]さらに溶剤を含有する上記[1]〜[4]のいずれか記載のレジスト組成物。
[6](1)上記[1]〜[5]のいずれか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及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
The present invention includes the following inventions.
[1] (A) a resin having a structural unit represented by formula (I), insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
A resist composition containing (B) an acid generator and (D) a compound represented by formula (II).
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
X 1 represents an oxygen atom or —N (R c ) — (where R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).
Z 1 is * —X 2 —, * —X 2 —X 4 —CO—X 3 — or * —X 2 —CO—X 4 —X 3 — (where X 2 and X 3 are each independently Represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, X 4 represents an oxygen atom or —N (R c ) —, R c is as defined above, and * represents a bond to X 1 . Represents the group represented.
R 1 represents a C 1-6 alkyl group, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom. ]
[In the formula (II),
R 2 and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, or a carbon number. Represents 2 to 7 alkoxycarbonyl groups, nitro groups or halogen atoms.
m and n each independently represent an integer of 0 to 4, when m is 2 or more, the plurality of R 2 are the same or different, and when n is 2 or more, the plurality of R 3 are the same or different. . ]
[2] The resist composition according to [1], wherein the ring T 1 is a polycyclic sultone ring.
[3] The resist composition according to [1] or [2], wherein the ring T 1 is a ring represented by the formula (T1).
[In the formula (T1),
R 4 is a C 1-12 alkyl group optionally having a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, an oxy group, a cyano group, a C 1-12 alkoxy group, a C 6-12 12 represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
t represents an integer of 0 to 9, and when t is 2 or more, the plurality of R 4 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
[4] The resist composition according to any one of [1] to [3], wherein Z 1 is a group represented by * —X 2 — (wherein X 2 and * are as defined above).
[5] The resist composition according to any one of [1] to [4], further containing a solvent.
[6] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [1] to [5] 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 method for producing a resist pattern, comprising a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating.
本発明のレジスト組成物によれば、パターン倒れが少ないレジストパターンを製造することができる。 According to the resist composition of the present invention, a resist pattern with little pattern collapse can be produced.
本明細書では、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。 In this specification, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having the structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " To do. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.
〈レジスト組成物〉
本発明のレジスト組成物は、
(A)式(I)で表される構造単位を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある)、
(B)酸発生剤(以下「酸発生剤(B)」という場合がある)及び
(D)式(II)で表される化合物を含有する。
本発明のレジスト組成物は、さらに(E)溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)を含有していることが好ましい。
<Resist composition>
The resist composition of the present invention comprises:
(A) Resin having a structural unit represented by the formula (I), insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”) ),
(B) an acid generator (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B)”) and (D) a compound represented by the formula (II).
The resist composition of the present invention preferably further contains (E) a solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (E)”).
〈樹脂(A)〉
樹脂(A)は、式(I)で表される構造単位(以下「構造単位(I)」という場合がある)を有する。
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
X1は、酸素原子又は−N(Rc)−(但し、Rcは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を表す。
Z1は、*−X2−、*−X2−X4−CO−X3−又は*−X2−CO−X4−X3−(但し、X2及びX3は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。X4は酸素原子又は−N(Rc)−を表す。Rcは前記と同義である。*はX1との結合手を表す。)で表される基を表す。
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。]
<Resin (A)>
The resin (A) has a structural unit represented by the formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (I)”).
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
X 1 represents an oxygen atom or —N (R c ) — (where R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).
Z 1 is * —X 2 —, * —X 2 —X 4 —CO—X 3 — or * —X 2 —CO—X 4 —X 3 — (where X 2 and X 3 are each independently Represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, X 4 represents an oxygen atom or —N (R c ) —, R c is as defined above, and * represents a bond to X 1 . Represents the group represented.
R 1 represents a C 1-6 alkyl group, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom. ]
また、樹脂(A)は、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である。ここで、「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、樹脂(A)が、酸に不安定な基(以下「酸不安定基」という場合がある)を有し、酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にアルカリ水溶液に可溶となることを意味する。従って、樹脂(A)は、構造単位(I)の1種のみ又は2種以上を含み、酸に不安定な基を有するモノマー(以下「酸不安定モノマー(a1)」という場合がある)に由来する構造単位を含む樹脂であることが好ましい。
樹脂(A)は、構造単位(I)及び酸不安定モノマー(a1)に由来する構造単位以外の構造単位を含んでいてもよい。このような構造単位としては、酸不安定基を有さないモノマー(以下「酸安定モノマー」という場合がある)に由来する構造単位、当該分野で公知のモノマー等が挙げられる。
The resin (A) is a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid. Here, “can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid” means that the resin (A) has an acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid-labile group”), It means insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution before contact, but becomes soluble in an aqueous alkali solution after contact with an acid. Therefore, the resin (A) is a monomer having only one or more structural units (I) and having an acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid labile monomer (a1)”). It is preferable that it is resin containing the derived structural unit.
The resin (A) may contain a structural unit other than the structural unit derived from the structural unit (I) and the acid labile monomer (a1). Examples of such a structural unit include a structural unit derived from a monomer having no acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable monomer”), a monomer known in the art, and the like.
〈式(I)で表される構造単位〉
式(I)の環T1におけるスルトン環は、環を構成する原子団として、−SO2−O−を含む環をいう。
スルトン環としては、例えば、以下の式(T1−1)、式(T1−2)、式(T1−3)及び式(T1−4)のいずれかで表される化合物を構成する水素原子のうちの1個を結合手に置き換えた構造である。スルトン環は、単環式であってもよいが、多環式であることが好ましい。多環式のスルトン環とは、環を構成する原子団として−SO2−O−を含む橋かけ環をいい、例えば、式(T1−1)又は式(T1−2)で表される環が挙げられる。なお、スルトン環は、式(T1−2)で表される化合物のように、環を構成する原子団として、−SO2−O−以外に、さらにヘテロ原子を含んでいてもよい。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子が挙げられ、なかでも、好ましくは酸素原子である。
スルトン環が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基等が挙げられる。
<Structural unit represented by formula (I)>
The sultone ring in the ring T 1 of the formula (I) refers to a ring containing —SO 2 —O— as an atomic group constituting the ring.
As the sultone ring, for example, a compound represented by any one of the following formula (T 1 -1), formula (T 1 -2), formula (T 1 -3) and formula (T 1 -4) is constituted. In this structure, one of the hydrogen atoms to be replaced is replaced with a bond. The sultone ring may be monocyclic but is preferably polycyclic. The polycyclic sultone ring refers to a bridged ring containing -SO 2 -O- as atomic group forming a ring, for example, represented by the formula (T 1 -1) or formula (T 1 -2) Ring. Incidentally, sultone ring, like the compound represented by the formula (T 1 -2), as an atomic group forming a ring, other than -SO 2 -O-, may contain a further hetero atom. Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom, and among them, an oxygen atom is preferable.
Examples of the substituent that the sultone ring may have include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, and 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include an alkoxy group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
ハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基及びトリヨードメチル基等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有するアルキル基は、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基及びナフチルエチル基などが挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシ基にカルボニル基がさらに結合した基が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基などが挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
Examples of the alkyl group having a halogen atom include trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluorosec-butyl group, perfluorotert-butyl group, perfluoropentyl group, perfluorohexyl group, A trichloromethyl group, a tribromomethyl group, a triiodomethyl group, etc. are mentioned.
Examples of the alkyl group having a hydroxy group include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group.
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Aryl groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl, phenanthryl. Group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl and the like.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include groups in which a carbonyl group is further bonded to an alkoxy group such as a methoxycarbonyl group or an ethoxycarbonyl group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
式(T1−1)〜式(T1−4)で表される化合物の置換基において、アルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基が好ましい。
ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有するアルキル基としては、好ましくは、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基及びトリフルオロメチル基等である。
アルコキシカルボニル基としては、炭素数6以下が好ましく、メトキシカルボニル基がさらに好ましい。
なお、構造単位(I)を誘導し得る化合物の製造が容易であるという観点から、スルトン環としては、置換基を有さないスルトン環が好ましい。
In the substituents of the compounds represented by formula (T 1 -1) to formula (T 1 -4), the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
The alkyl group having a halogen atom or a hydroxy group is preferably a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a trifluoromethyl group, or the like.
The alkoxycarbonyl group preferably has 6 or less carbon atoms, and more preferably a methoxycarbonyl group.
In addition, as a sultone ring, the sultone ring which does not have a substituent is preferable from a viewpoint that manufacture of the compound which can derive | guide | derive structural unit (I) is easy.
環T1としては、以下の式(T1’)で表される基が好ましい。
[式(T1’)中、
X11、X12及びX13は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はメチレン基を表す。
R41は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
taは、0〜9の整数を表し、taが2以上のとき、複数のR41は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。]
The ring T 1 is preferably a group represented by the following formula (T1 ′).
[In the formula (T1 ′),
X 11 , X 12 and X 13 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a methylene group.
R 41 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, an oxy group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 12 represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
ta represents an integer of 0 to 9, and when ta is 2 or more, the plurality of R 41 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
X11、X12及びX13は、それぞれ独立に、好ましくは酸素原子又はメチレン基であり、X11、X12及びX13のうち、1つが酸素原子である場合、残りの2つはメチレン基であるものが好ましい。1つが酸素原子である場合は、X11が酸素原子であるものが好ましい。
R41は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基が好ましい。
X 11 , X 12 and X 13 are each independently preferably an oxygen atom or a methylene group. When one of X 11 , X 12 and X 13 is an oxygen atom, the remaining two are methylene groups. Are preferred. In the case where one is an oxygen atom, X 11 is preferably an oxygen atom.
R 41 is preferably a C 1-12 alkyl group which may have a halogen atom or a hydroxy group.
さらに、環T1としては、式(T1)で表される基がより好ましい。
[式(T1)中、
R4は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
tは、0〜9の整数を表す。tが2以上のとき、複数のR4は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。]
式(T1’)におけるta及び式(T1)におけるtは、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
Furthermore, as the ring T 1, a group represented by the formula (T1) is more preferable.
[In the formula (T1),
R 4 is a C 1-12 alkyl group optionally having a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, an oxy group, a cyano group, a C 1-12 alkoxy group, a C 6-12 It represents a 12 aryl group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
t represents an integer of 0 to 9. When t is 2 or more, the plurality of R 4 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
Ta in the formula (T1 ′) and t in the formula (T1) are preferably 0 or 1, and more preferably 0.
式(T1’)で表される基及び式(T1)で表される基としては、以下の基が挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (T1 ′) and the group represented by the formula (T1) include the following groups.
X1は、酸素原子又は−NH−が好ましい。すなわち、−X1−Z1−で表される部分構造は、−O−CH2CH2−又は−NH−CH2CH2−であるものが特に好ましい。 X 1 is preferably an oxygen atom or —NH—. That is, the partial structure represented by —X 1 —Z 1 — is particularly preferably a structure of —O—CH 2 CH 2 — or —NH—CH 2 CH 2 —.
Z1に含まれるX2及びX3のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
X2及びX3のアルカンジイル基は、それぞれ独立に分岐していてもよいが、ともに直鎖のアルカンジイル基であることが好ましい。
Examples of the alkanediyl group of X 2 and X 3 contained in Z 1 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a butane-1,4-diyl group, Linear alkanediyl groups such as pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group; 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2 -Branched alkanediyl groups such as methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group and 2-methylbutane-1,4-diyl group.
The alkanediyl groups of X 2 and X 3 may be independently branched, but both are preferably linear alkanediyl groups.
Z1が、*−X2−で表される基、すなわちアルカンジイル基である場合、その炭素数は1〜4の範囲が好ましく、1〜3の範囲がより好ましい。
Z1が、*−X2−X4−CO−X3−又は*−X2−CO−X4−X3−で表される基の場合、X2とX3との合計炭素数は4以下であるものが好ましく、3以下であるものがより好ましい。
X4は、酸素原子又は−NH−が好ましく、酸素原子がさらに好ましい。
Z1としては、−CH2−O−CO−CH2−、−CH2−CH2−O−CO−CH2−、−CH2−CH2−CH2−O−CO−CH2−、−CH2−O−CO−CH2−、−CH2−CH2−O−CO−CH2−、−CH2−NH−CO−CH2−、−CH2−CH2−NH−CO−CH2−、−CH2−CH2−CH2−NH−CO−CH2−、−CH2−NH−CO−CH2−及び−CH2−CH2−NH−CO−CH2−等が挙げられる。中でも、−O−CH2−CH2−O−CO−CH2−が好ましい。
特に、Z1は、*−X2−で表される基、すなわちアルカンジイル基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
When Z 1 is a group represented by * —X 2 —, that is, an alkanediyl group, the carbon number thereof is preferably 1 to 4 and more preferably 1 to 3.
When Z 1 is a group represented by * —X 2 —X 4 —CO—X 3 — or * —X 2 —CO—X 4 —X 3 —, the total carbon number of X 2 and X 3 is What is 4 or less is preferable, and what is 3 or less is more preferable.
X 4 is preferably an oxygen atom or —NH—, more preferably an oxygen atom.
The Z 1, -CH 2 -O-CO -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -O-CO-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -O-CO-CH 2 -, -CH 2 -O-CO-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -O-CO-CH 2 -, - CH 2 -NH-CO-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -NH-CO- CH 2 —, —CH 2 —CH 2 —CH 2 —NH—CO—CH 2 —, —CH 2 —NH—CO—CH 2 — and —CH 2 —CH 2 —NH—CO—CH 2 — etc. Can be mentioned. Among these, —O—CH 2 —CH 2 —O—CO—CH 2 — is preferable.
In particular, Z 1 is preferably a group represented by * —X 2 —, that is, an alkanediyl group, and more preferably an ethylene group.
R1のハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基及びトリヨードメチル基等が挙げられる。
R1は、ハロゲン原子を有さないアルキル基又は水素原子が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子がより好ましく、メチル基又は水素原子がさらに好ましい。
Examples of the alkyl group having a halogen atom of R 1 include trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluorosec-butyl group, perfluorotert-butyl group, perfluoropentyl group, perfluoro group. A hexyl group, a trichloromethyl group, a tribromomethyl group, a triiodomethyl group, etc. are mentioned.
R 1 is preferably an alkyl group having no halogen atom or a hydrogen atom, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a hydrogen atom, and further preferably a methyl group or a hydrogen atom.
構造単位(I)の具体例を以下に示す。
Specific examples of the structural unit (I) are shown below.
式(aa−1)〜式(aa−21)のいずれかで表される構造単位(I)の具体例において、R1に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位も、構造単位(I)の具体例として挙げることができる。 In the specific example of the structural unit (I) represented by any one of the formulas (aa-1) to (aa-21), the structural unit in which the methyl group corresponding to R 1 is replaced with a hydrogen atom is also a structural unit ( Specific examples of I) can be mentioned.
構造単位(I)は、以下の式(I’)で表される化合物(以下「化合物(I’)という」から誘導される。
[式(I’)中の符号はいずれも、前記と同義である。]
The structural unit (I) is derived from a compound represented by the following formula (I ′) (hereinafter referred to as “compound (I ′)”).
[All of the symbols in formula (I ′) are as defined above. ]
化合物(I’)は、以下の製造方法又はこれに準じた方法によって製造することができる。
Z1が−CH2−CH2−(エチレン基)である化合物(aa1)は、式(aa1−a)で表される化合物と式(aa1−b)で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより製造することができる。ここで用いる溶剤としては、アセトニトリルが好ましい。
典型的な化合物(aa1−a)としては、メタクリル酸2−イソシアナトエチルなどが挙げられる。このメタクリル酸2−イソシアナトエチルは市場から容易に入手できる。
化合物(aa1−b)としては、上述の式(T1−1)〜式(T1−4)のいずれかで表される化合物において、これらの化合物を構成する水素原子の1つがヒドロキシ基に置換された化合物などが挙げられる。このように化合物(aa1−b)を選択すれば、種々のスルトン環を有する化合物(aa1)を製造することができる。
化合物(aa1−b)の代表例として、市場から容易に入手できるものを例示すると、以下に示すものが挙げられる。
Compound (I ′) can be produced by the following production method or a method analogous thereto.
A compound (aa1) in which Z 1 is —CH 2 —CH 2 — (ethylene group) is obtained by combining a compound represented by the formula (aa1-a) and a compound represented by the formula (aa1-b) in a solvent. It can manufacture by making it react. As a solvent used here, acetonitrile is preferable.
Typical examples of the compound (aa1-a) include 2-isocyanatoethyl methacrylate. This 2-isocyanatoethyl methacrylate is readily available from the market.
As the compound (aa1-b), in the compounds represented by any one of the above formulas (T 1 -1) to (T 1 -4), one of the hydrogen atoms constituting these compounds is a hydroxy group. Examples include substituted compounds. Thus, if compound (aa1-b) is selected, the compound (aa1) which has various sultone rings can be manufactured.
As typical examples of the compound (aa1-b), those readily available from the market are exemplified.
また、化合物(aa1−a)を、以下の式(aa1−a1)で表される化合物に置き換えれば、X2が−NH−である化合物(I’)を製造することができる。
(式(aa1−a1)中の符号はいずれも、前記と同義である。)
式(aa1−a1)で表される化合物は、公知の方法により製造することができる。
Further, when compound (aa1-a) is replaced with a compound represented by the following formula (aa1-a1), compound (I ′) in which X 2 is —NH— can be produced.
(All symbols in formula (aa1-a1) have the same meanings as described above.)
The compound represented by the formula (aa1-a1) can be produced by a known method.
構造単位(I)の含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して通常2〜40モル%の範囲であり、3〜35モル%の範囲が好ましく、5〜30モル%の範囲がさらに好ましい。このような含有割合で構造単位(I)を有する樹脂(A)は、樹脂(A)製造時に用いる全モノマーの総モル量に対する化合物(I’)の使用モル量を調節することにより製造することができる。 The content ratio of the structural unit (I) is usually in the range of 2 to 40 mol%, preferably in the range of 3 to 35 mol%, preferably 5 to 30 with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). A range of mol% is more preferable. The resin (A) having the structural unit (I) in such a content ratio is produced by adjusting the molar amount of the compound (I ′) used relative to the total molar amount of all monomers used in the production of the resin (A). Can do.
〈酸不安定モノマー(a1)〉
「酸に不安定な基」とは、脱離基を有し、酸と接触すると脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸に不安定な基としては、例えば、式(1)で表される基、式(2)で表される基などが挙げられる。
<Acid labile monomer (a1)>
The “acid-labile group” means a group having a leaving group and leaving the leaving group upon contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) and a group represented by the formula (2).
[式(1)中、Ra1〜Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8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、Ra1及びRa2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。*は結合手を表す。]
[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’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し、前記炭化水素基及び前記2価の炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O―又は―S−で置き換わってもよい。]
In Expression (1), R a1 ~R a3 each independently represent a cycloaliphatic hydrocarbon radical of the alkyl group or 3 to 20 carbon atoms having 1 to 8 carbon atoms, R a1 and R a2 are each Bonding to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
[In formula (2), R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R a2 ′ and R a3 ′ are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group and the divalent hydrocarbon group. May be replaced by -O- or -S-. ]
Ra1〜Ra3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、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。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。
式(1)においては、Ra1〜Ra3の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜16である。
Examples of the alkyl group represented by R a1 to R a3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group.
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. 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 alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups.
In Formula (1), the alicyclic hydrocarbon group of R a1 to R a3 preferably has 3 to 16 carbon atoms.
Ra1及びRa2が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合の−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)としては、例えば、下記の基が挙げられる。2価の炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜12である。
Examples of —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) in the case where R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group include the following groups. The divalent hydrocarbon group preferably has 3 to 12 carbon atoms.
式(1)で表される酸に不安定な基としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基である基、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1、Ra2及び炭素原子がアダマンチル基を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。 Examples of the acid labile group represented by the formula (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably tert- Butoxycarbonyl group), 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 , R a2 and a carbon atom form an adamantyl group, and R a3 is an alkyl group) and 1- (Adamantan-1-yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group).
Ra1’〜Ra3’の炭化水素基としては、上述したように、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記と同様のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group of R a1 ′ to R a3 ′ include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group as described above.
Examples of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group are the same as those described above.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
式(2)においては、Ra1’及びRa2’のうち、少なくとも1つは水素原子であることが好ましい。
式(2)で表される基の具体例としては、例えば、以下の基が挙げられる。
In the formula (2), it is preferable that at least one of R a1 ′ and R a2 ′ is a hydrogen atom.
Specific examples of the group represented by the formula (2) include the following groups.
酸不安定モノマー(a1)は、好ましくは、酸に不安定な基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。 The acid labile monomer (a1) is preferably a monomer having an acid labile group and a carbon-carbon double bond, more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有する酸不安定モノマー(a1)を重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストパターンの解像度を向上させることができる。 Among the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferable. If a resin obtained by polymerizing an acid labile monomer (a1) having a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group is used, the resolution of the resist pattern can be improved.
酸に不安定な基と脂環式炭化水素基とを有する(メタ)アクリル系モノマーとして、好ましくは式(a1−1)で表される構造単位を誘導するモノマー又は式(a1−2)で表される構造単位を誘導す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。本明細書では、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位を、それぞれ構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)と、構造単位(a1−1)を誘導するモノマー及び構造単位(a1−2)を誘導するモノマーを、それぞれモノマー(a1−1)及びモノマー(a1−2)という場合がある。 As a (meth) acrylic monomer having an acid labile group and an alicyclic hydrocarbon group, preferably a monomer that derives a structural unit represented by the formula (a1-1) or a formula (a1-2) And monomers that derive the structural unit represented. These may be used alone or in combination of two or more. In this specification, the structural unit represented by the formula (a1-1) and the structural unit represented by the formula (a1-2) are represented by the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2), respectively. The monomer that derives the structural unit (a1-1) and the monomer that derives the structural unit (a1-2) may be referred to as a monomer (a1-1) and a monomer (a1-2), respectively.
[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1〜8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。
n1’は0〜3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 8 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.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]
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のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。Ra6及びRa7のアルキル基は、好ましくは炭素数6以下である。
Ra6及びRa7の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。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。
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。
n1’は好ましくは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 for R a6 and R a7 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group. The alkyl group for R a6 and R a7 preferably has 6 or less carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group for R a6 and R a7 may be monocyclic or polycyclic, and examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, Examples thereof include cycloalkyl groups such as methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, and cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups.
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.
n1 ′ is preferably 0 or 1.
式(a1−1)で表される構造単位を誘導す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)〜(a1−1−8)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−1−1)〜(a1−1−4)で表されるモノマーがより好ましい。
Examples of the monomer for deriving the structural unit represented by the formula (a1-1) include monomers described in JP 2010-204646 A. Monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are more preferred. .
式(a1−2)で表される構造単位を誘導するモノマーとしては、例えば、1−エチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘプタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート等が挙げられる。下式(a1−2−1)〜(a1−2−12)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−2−3)〜(a1−2−4)及び下式(a1−2−9)〜(a1−2−10)で表されるモノマーがより好ましく、下式(a1−2−3)及び下式(a1−2−9)で表されるモノマーがさらに好ましい。
Examples of the monomer for deriving the structural unit represented by the formula (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, 1- Examples include ethylcycloheptan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, and the like. Monomers represented by the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-12) are preferred, and the following formulas (a1-2-3) to (a1-2-4) and the following formulas (a1-2-2) The monomers represented by 9) to (a1-2-10) are more preferable, and the monomers represented by the following formula (a1-2-3) and the following formula (a1-2-9) are more preferable.
樹脂(A)が式(a1−1)で表される構造単位及び/又は式(a1−2)で表される構造単位を含む場合、これらの合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。 When the resin (A) includes a structural unit represented by the formula (a1-1) and / or a structural unit represented by the formula (a1-2), the total content thereof is the total structure of the resin (A). It is 10-95 mol% normally with respect to a unit, Preferably it is 15-90 mol%, More preferably, it is 20-85 mol%.
他の酸不安定モノマー(a1)としては、例えば、酸不安定基(2)を有する(メタ)アクリル系モノマーである式(a1−5)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−5)」という場合がある)を用いてもよい。
式(a1−5)中、
R31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。
L1〜L3は、酸素原子、硫黄原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−で表される基を表す。ここで、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
Z1は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基中に含まれるメチレン基は、オキシ基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs1’は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。
Examples of the other acid labile monomer (a1) include a monomer represented by the formula (a1-5) which is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group (2) (hereinafter referred to as “monomer (a1-5)”. ) ”May be used.
In formula (a1-5),
R 31 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L 1 to L 3 represent an oxygen atom, a sulfur atom, or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—. Here, k1 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the methylene group contained in the alkanediyl group may be replaced with an oxy group or a carbonyl group.
s1 and s1 ′ each independently represents an integer of 0 to 4.
式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
L1は、酸素原子が好ましい。
L2及びL3は、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であると好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
Z1は、単結合又は−CH2−CO−O−が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L 1 is preferably an oxygen atom.
One of L 2 and L 3 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 is preferably a single bond or —CH 2 —CO—O—.
モノマー(a1−5)としては、以下のモノマーが挙げられる。
Examples of the monomer (a1-5) include the following monomers.
樹脂(A)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、3〜50モル%の範囲が好ましく、5〜45モル%の範囲がより好ましく、10〜40モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-5), the content is preferably in the range of 3 to 50 mol% with respect to the total structural unit of the resin (A), The range of 45 mol% is more preferable, and the range of 10 to 40 mol% is more preferable.
〈酸安定モノマー〉
酸安定モノマーとしては、好ましくは、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するモノマーが挙げられる。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(以下「ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)」という場合がある)又はラクトン環を含有する酸安定モノマー(以下「ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)」という場合がある)に由来する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストパターンの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。
<Acid stable monomer>
As an acid stable monomer, Preferably, the monomer which has a hydroxyl group or a lactone ring is mentioned. Acid-stable monomer having a hydroxy group (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable monomer having a hydroxy group (a2)”) or acid-stable monomer having a lactone ring (hereinafter referred to as “acid-stable monomer having a lactone ring (a3)”) If a resin having a structural unit derived from (sometimes) is used, the resolution of the resist pattern and the adhesion to the substrate can be improved.
〈ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)〉
レジスト組成物をKrFエキシマレーザ露光(248nm)、電子線又はEUV光などの高エネルギー線露光に用いる場合、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、好ましくは、ヒドロキシスチレン類であるフェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定モノマーを使用する。短波長のArFエキシマレーザ露光(193nm)などを用いる場合は、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)として、好ましくは、式(a2−1)で表されるヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーを使用する。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)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。
<Acid-stable monomer having a hydroxy group (a2)>
When the resist composition is used for KrF excimer laser exposure (248 nm), high energy beam exposure such as electron beam or EUV light, the acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group is preferably a phenolic hydroxy which is a hydroxystyrene. An acid-stable monomer having a group is used. When using short-wavelength ArF excimer laser exposure (193 nm) or the like, the acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group is preferably an acid-stable monomer having a hydroxyadamantyl group represented by the formula (a2-1). use. The acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group may be used alone or in combination of two or more.
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとして、式(a2−1)で表されるモノマーが挙げられる。
式(a2−1)中、
La3は、−O−又は*−O−(CH2)k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7の整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。
Examples of the acid stable monomer having a hydroxyadamantyl group include a monomer represented by the formula (a2-1).
In formula (a2-1),
L a3 represents —O— or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—,
k2 represents an integer of 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.
式(a2−1)では、La3は、好ましくは、−O−、−O−(CH2)f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
In the formula (a2-1), L a3 is preferably, -O -, - O- (CH 2) f1 -CO-O- and is (wherein f1 is an integer of 1-4), more preferably Is —O—.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー(a2−1)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a2−1−1)〜(a2−1−6)で表されるモノマーが好ましく、下式(a2−1−1)〜(a2−1−4)で表されるモノマーがより好ましく、下式(a2−1−1)又は(a2−1−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。
As an acid stable monomer (a2-1) which has a hydroxyadamantyl group, the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Monomers represented by the following formulas (a2-1-1) to (a2-1-6) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a2-1-1) to (a2-1-4) are more preferred. A monomer represented by the following formula (a2-1-1) or (a2-1-3) is more preferable.
樹脂(A)が、式(a2−1)で表されるモノマーに由来する構造単位を含む場合、その含有量は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常3〜45モル%であり、好ましくは3〜40モル%であり、より好ましくは3〜35モル%である。 When the resin (A) includes a structural unit derived from the monomer represented by the formula (a2-1), the content is usually 3 to 45 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). Yes, preferably 3 to 40 mol%, more preferably 3 to 35 mol%.
〈ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)〉
酸安定モノマー(a3)が有するラクトン環は、例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、好ましくは、γ−ブチロラクトン環、又は、γ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が挙げられる。
<Acid-stable monomer having a lactone ring (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable monomer (a3) may be, for example, a monocycle such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, and a monocyclic lactone ring and other rings The condensed ring may be used. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring or a condensed ring of γ-butyrolactone ring and another ring is preferable.
ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)は、好ましくは、式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表される。これらの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。 The acid-stable monomer (a3) having a lactone ring is preferably represented by the formula (a3-1), the formula (a3-2) or the formula (a3-3). These 1 type may be used independently and may use 2 or more types together.
式(a3−1)〜式(a3−3)中、
La4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k3−CO−O−を表す。
k3は1〜7の整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra18〜Ra20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra21は、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
Ra22及びRa23は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
q1及びr1は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。p1が2以上のとき、複数のRa21は、同一でも異なってもよく、q1が2以上のとき、複数のRa22は、同一でも異なってもよく、r1が2以上のとき、複数のRa23は、同一でも異なってもよい。
In formula (a3-1) to formula (a3-3),
L a4 to L a6 each independently represent —O— or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—.
k3 represents an integer of 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a18 to R a20 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a21 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a22 and R a23 each independently represent a carboxy group, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
q1 and r1 each independently represents an integer of 0 to 3. When p1 is 2 or more, the plurality of R a21 may be the same or different. When q1 is 2 or more, the plurality of R a22 may be the same or different. When r1 is 2 or more, a plurality of R a21 a23 may be the same or different.
Ra21〜Ra23のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group represented by R a21 to R a23 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, and a sec-butyl group.
式(a3−1)〜式(a3−3)では、La4〜La6は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k3−CO−O−であることが好ましく、より好ましくは−O−である。k3は、好ましくは1〜4の整数であり、より好ましくは1である。
Ra18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
Ra22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1〜r1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), L a4 to L a6 are preferably each independently —O— or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—, More preferably, it is -O-. k3 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1 to r1 are each independently preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1.
ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)としては、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(a3−1−1)〜(a3−1−4)、(a3−2−1)〜(a3−2−4)、(a3−3−1)〜(a3−3−4)で表されるモノマーが好ましく、下式(a3−1−1)〜(a3−1−2)、(a3−2−3)〜(a3−2−4)で表されるモノマーがより好ましく、下式(a3−1−1)又は(a3−2−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。 Examples of the acid-stable monomer (a3) having a lactone ring include monomers described in JP 2010-204646 A. In the following formulas (a3-1-1) to (a3-1-4), (a3-2-1) to (a3-2-4), (a3-3-1) to (a3-3-4) Monomers represented by the following formulas (a3-1-1) to (a3-1-2) and (a3-2-3) to (a3-2-4) are more preferred, A monomer represented by formula (a3-1-1) or (a3-2-3) is more preferable.
樹脂(A)が、ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)に由来する構造単位を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常5〜70モル%であり、好ましくは10〜65モル%であり、より好ましくは10〜60モル%である。 When the resin (A) includes a structural unit derived from the acid-stable monomer (a3) having a lactone ring, the content is usually 5 to 70 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). , Preferably it is 10-65 mol%, More preferably, it is 10-60 mol%.
樹脂(A)が、酸不安定モノマー(a1)と酸安定モノマーとの共重合体である場合、酸不安定モノマー(a1)に由来する構造単位は、全構造単位100モル%に対して、好ましくは10〜80モル%、より好ましくは20〜60モル%である。
アダマンチル基を有するモノマーに由来する構造単位(特に構造単位(a1−1))の含有率は、好ましくは酸不安定モノマー(a1)に対して15モル%以上である。アダマンチル基を有するモノマーの比率が増えると、レジストのドライエッチング耐性が向上する。
When the resin (A) is a copolymer of an acid labile monomer (a1) and an acid stable monomer, the structural unit derived from the acid labile monomer (a1) is based on 100 mol% of all structural units. Preferably it is 10-80 mol%, More preferably, it is 20-60 mol%.
The content of the structural unit derived from the monomer having an adamantyl group (particularly the structural unit (a1-1)) is preferably 15 mol% or more based on the acid labile monomer (a1). When the ratio of the monomer having an adamantyl group is increased, the dry etching resistance of the resist is improved.
樹脂(A)は、好ましくは、式(I’)で表されるモノマーと、酸不安定モノマー(a1)と、酸安定モノマーとの共重合体である。この共重合体において、酸不安定モノマー(a1)は、より好ましくはアダマンチル基を有するモノマー(a1−1)及びモノマー(a1−2)(好ましくは、シクロへキシル基又はシクロペンチル基を有するモノマー)の少なくとも1種(さらに好ましくはアダマンチル基を有するモノマー(a1−1))である。また、酸安定モノマーは、好ましくは、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)及び/又はラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)である。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(a2)は、好ましくはヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー(a2−1)であり、ラクトン環を有する酸安定モノマー(a3)は、より好ましくはγ−ブチロラクトン環を有する酸安定モノマー(a3−1)及びγ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定モノマー(a3−2)の少なくとも1種である。 The resin (A) is preferably a copolymer of a monomer represented by the formula (I ′), an acid labile monomer (a1), and an acid stable monomer. In this copolymer, the acid labile monomer (a1) is more preferably a monomer (a1-1) having an adamantyl group and a monomer (a1-2) (preferably a monomer having a cyclohexyl group or a cyclopentyl group). At least one of these (more preferably, the monomer (a1-1) having an adamantyl group). The acid stable monomer is preferably an acid stable monomer (a2) having a hydroxy group and / or an acid stable monomer (a3) having a lactone ring. The acid-stable monomer (a2) having a hydroxy group is preferably an acid-stable monomer (a2-1) having a hydroxyadamantyl group, and the acid-stable monomer (a3) having a lactone ring is more preferably a γ-butyrolactone ring. The acid-stable monomer (a3-1) and the acid-stable monomer (a3-2) having a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and a norbornane ring.
樹脂(A)を構成する各構造単位は、1種のみ又は2種以上を組み合わせて用いてもよく、これら構造単位を誘導するモノマーを用いて、公知の重合法(例えばラジカル重合法)によって製造することができる。
樹脂(A)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、さらに好ましくは4,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下、さらに好ましくは15,000以下)である。
Each structural unit constituting the resin (A) may be used alone or in combination of two or more, and is produced by a known polymerization method (for example, radical polymerization method) using a monomer that derives these structural units. can do.
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more, more preferably 4,000 or more), 50,000 or less (more preferably 30,000 or less, and further preferably 15,000 or less).
本発明のレジスト組成物には、上述した樹脂(A)以外の樹脂、例えば、上述した酸不安定モノマー(a1)に由来する構造単位、酸安定モノマーに由来する構造単位の他、当該分野で用いられる公知のモノマーに由来する構造単位からなる樹脂が含有されていてもよい。
本発明のレジスト組成物が、樹脂(A)以外の樹脂を含む場合、これらの含有率は、本発明のレジスト組成物に含まれる樹脂(A)の合計量に対して、通常0.1〜50質量%であり、好ましくは0.5〜30質量%であり、より好ましくは1〜20質量%である。
The resist composition of the present invention includes resins other than the resin (A) described above, for example, structural units derived from the acid labile monomer (a1) described above, structural units derived from the acid stable monomer, A resin composed of a structural unit derived from a known monomer used may be contained.
When the resist composition of this invention contains resin other than resin (A), these content rates are 0.1-0.1 normally with respect to the total amount of resin (A) contained in the resist composition of this invention. It is 50 mass%, Preferably it is 0.5-30 mass%, More preferably, it is 1-20 mass%.
本発明のレジスト組成物においては、樹脂の含有率は、好ましくは、レジスト組成物の固形分中80質量%以上である。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。 In the resist composition of the present invention, the resin content is preferably 80% by mass or more in the solid content of the resist 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(B)〉
酸発生剤(B)は、非イオン系とイオン系とに分類されるが、本発明のレジスト組成物においては、いずれを用いてもよい。非イオン系酸発生剤としては、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が挙げられる。イオン系酸発生剤としては、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えばジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩)等が挙げられる。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチドアニオン等が挙げられる。
<Acid generator (B)>
The acid generator (B) is classified into a nonionic type and an ionic type, and any of them may be used in the resist composition of the present invention. Examples of the nonionic acid generator include organic halides, sulfonate esters (for example, 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, diazonaphthoquinone 4). -Sulfonate), sulfones (for example, disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like. Examples of the ionic acid generator include onium salts containing onium cations (for example, diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts) and the like. 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、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することができる。 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, US Pat. No. 3,779,778, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407, European Patent No. 126,712 The compound which generate | occur | produces an acid by the radiation as described in 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である。 The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, more preferably a sulfonate represented by the formula (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. ]
Q1及びQ2のペルフルオロアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
式(B1)では、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、好ましくはトリ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 for Q 1 and Q 2 include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, and a perfluoropentyl group. And perfluorohexyl group.
In formula (B1), Q 1 and Q 2 are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
Lb1の2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、単環式又は多環式の脂環式飽和炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、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、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基及びプロパン−2,2−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
直鎖状アルカンジイル基に、アルキル基(特に、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−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、アダマンタン−1,5−ジイル基、アダマンタン−2,6−ジイル基等の多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group for L b1 include a linear alkanediyl group, a branched alkanediyl group, a monocyclic or polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon group, and among these groups, Two or more types may be combined.
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 alkanediyl groups such as 17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group and propane-2,2-diyl group;
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); For example, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4 A branched alkanediyl group such as a diyl group or 2-methylbutane-1,4-diyl group;
Monocyclic 2 which is a cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group Valent alicyclic saturated hydrocarbon group;
Polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbon such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, adamantane-1,5-diyl group, adamantane-2,6-diyl group, etc. Groups 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。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、それぞれ*で表される2つの結合手のうち、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). The formula (b1-1) to the formula (b1-6) are written in accordance with the formula (B1) on the left and right sides, and C (Q 1 ) on the left side of two bonds represented by *, respectively. (Q 2 ) Bonded to-and bonded to -Y on the right side. 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2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb3は、単結合又は炭素数1〜12の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb4は、炭素数1〜13の2価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2価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2価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2価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2価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、Lb1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれか、より好ましくは式(b1−1)又は式(b1−2)、さらに好ましくは式(b1−1)で表される2価の基である。特に好ましくは、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 divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b3 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b4 represents a divalent 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 divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
L b6 and L b7 each independently represent a divalent 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 divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms.
L b9 and L b10 each independently represent a divalent 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, L b1 is preferably any one of formula (b1-1) to formula (b1-4), more preferably formula (b1-1) or formula (b1-2), and still more preferably formula (b1-1). ) Represented by a divalent group. Particularly preferred is a divalent group represented by the formula (b1-1) wherein L b2 is a single bond or —CH 2 —.
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、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、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などのアルキル基が挙げられ、好ましくは、炭素数1〜6のアルキル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、例えば、以下の式(Y1)〜(Y11)に示す基が挙げられる。
Yの脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−、−SO2−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、式(Y12)〜式(Y26)で表される基が挙げられる。
Examples of the alkyl group for Y include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, heptyl group, 2 -Alkyl groups, such as an ethylhexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, are mentioned, Preferably, a C1-C6 alkyl group is mentioned.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group include groups represented by the following formulas (Y1) to (Y11).
Examples of the group in which —CH 2 — contained in the alicyclic hydrocarbon group of Y is replaced by —O—, —SO 2 — or —CO— are represented by formulas (Y12) to (Y26). Groups.
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におけ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。
Examples of the substituent of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group in Y include, for example, 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, carbon C3-C16 alicyclic hydrocarbon group, C1-C12 alkoxy group, C6-C18 aromatic hydrocarbon group, C7-C21 aralkyl group, C2-C4 acyl group , Glycidyloxy 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 carbon Represents an aromatic hydrocarbon group of formula 6 to 18. j2 represents an integer of 0 to 4.
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.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
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。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基;トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、トリチル、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基などが挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the hydroxy group-containing alkyl group include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group; tolyl group, xylyl group, cumenyl group, mesityl group. , Aryl groups such as biphenyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the aralkyl group include benzyl, phenethyl, phenylpropyl, trityl, naphthylmethyl group, naphthylethyl group and the like.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Yとしては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of Y include the following.
なお、Yがアルキル基であり、かつLb1が炭素数1〜17の2価の脂肪族炭化水素基である場合、Yと結合する該2価の脂肪族炭化水素基のメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていることが好ましい。この場合、Yのアルキル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わらない。 When Y is an alkyl group and L b1 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, the methylene group of the divalent aliphatic hydrocarbon group bonded to Y is oxygen It is preferably replaced by an atom or a carbonyl group. In this case, the methylene group constituting the alkyl group of Y is not replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Yは、好ましく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であり、より好ましくは置換基(例えば、オキソ基、ヒドロキシ基等)を有していてもよいアダマンチル基であり、さらに好ましくはアダマンチル基、ヒドロキシ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 alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent, more preferably a substituent (for example, an oxo group, a hydroxy group, etc.). A good adamantyl group, more preferably an adamantyl group, a hydroxyadamantyl 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(b1−1−9)で表されるアニオンが挙げられる。以下の式においては、符号の定義は上記と同じ意味であり、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 (b1-1-9). In the following formulas, the definitions of the symbols have the same meaning as described above, and 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.
式(B1)で表される塩に含まれるカチオン(Z+)は、有機オニウムカチオン、例えば、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、有機ホスホニウムカチオンなどが挙げられ、好ましくは、有機スルホニウムカチオン又は有機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。 Examples of the cation (Z + ) contained in the salt represented by the formula (B1) include organic onium cations, such as organic sulfonium cation, organic iodonium cation, organic ammonium cation, benzothiazolium cation, and organic phosphonium cation. An organic sulfonium cation or an organic iodonium cation is preferable, and an arylsulfonium cation is more preferable.
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).
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の炭化水素基を表し、この炭化水素基は、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及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましい。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を有していてもよく、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を有していてもよく、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のアルコキシ基を有していてもよい。また、Rb4とRb5が一緒になってヘテロ原子を有してもよい環を形成してもよい。
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。
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か、Rb9とRb10とは、それらが結合する硫黄原子とともに互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成する。該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わってもよい。
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。
Rb11とRb12は、それらが結合する−CH−CO−とともに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い。該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わってもよい。
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し、該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。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 to R b6 each independently represents a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and this hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms. And an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The alkyl group may have 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 includes a halogen atom and a carbon number. The aromatic hydrocarbon group may have 2 to 4 acyl groups or glycidyloxy groups, 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. You may have a hydrocarbon group or a C1-C12 alkoxy group. R b4 and R b5 may be combined to form a ring that may have a hetero atom.
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 represents an integer of 0 to 5.
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, or R b9 and R b10 are a sulfur atom to which they are bonded. Together with each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). The methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
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.
R b11 and R b12 may form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring) with —CH—CO— to which they are bonded. The methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
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, and the aromatic hydrocarbon group has It may be substituted with 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.
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、酸素原子又は硫黄原子を表す。
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。
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 an oxygen atom or a sulfur atom.
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.
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、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、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。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、下記のような基等が挙げられる。*は、アダマンタン環又はシクロヘキサン環との結合手を表す。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2-ethylhexyl group. .
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. 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 alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a methylnorbornyl group, and the following groups. * Represents a bond with an adamantane ring or a cyclohexane ring.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基などが挙げら
れる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
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.
Rb9〜Rb12のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜12であり、特に、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−エチルヘキシル基などが好ましい。
Rb9〜Rb11の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12であり、特に、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−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基及びイソボルニル基などが好ましい。
Rb12の芳香族炭化水素基は、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、ビフェニリル基及びナフチル基などが好ましい。
Rb12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものは、典型的にはアラルキル基である。
The alkyl group of R b9 to R b12 preferably has 1 to 12 carbon atoms, and in particular, a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group , A pentyl group, a hexyl group, an octyl group and a 2-ethylhexyl group are preferred.
The alicyclic hydrocarbon group of R b9 to R b11 preferably has 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and in particular, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl. Group, cyclodecyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- (adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group are preferable.
The aromatic hydrocarbon group for R b12 includes a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a biphenylyl group, and A naphthyl group and the like are preferable.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.
Rb4とRb5が一緒になって形成してもよいイオウ原子を含む環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、イオウ原子を1以上含むものであれば、さらに、1以上のイオウ原子及び/又は1以上の酸素原子を含んでいてもよい。該環としては、炭素数3〜18の環が好ましく、炭素数4〜13の環がより好ましい。 The ring containing a sulfur atom which R b4 and R b5 may form together may be any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. If it contains one or more sulfur atoms, it may further contain one or more sulfur atoms and / or one or more oxygen atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 13 carbon atoms is more preferable.
Rb9とRb10とが結合する硫黄原子とともに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−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
Rb11とRb12とが結合する−CH−CO−とともに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及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
Examples of the ring formed together with the sulfur atom to which R b9 and R b10 are bonded include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and 1,4-oxathian-4-ium. A ring etc. are mentioned.
Examples of the ring formed with —CH—CO— in which R b11 and R b12 are bonded 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)、ジフェニルトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=0、x2=1であり、Rb21がメチル基である。)又はトリトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=1であり、Rb19、Rb20及びRb21がいずれもメチル基である。)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. Are triphenylsulfonium cations (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0), diphenyltolylsulfonium cations (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = 0, x2 = 1 And R b21 is a methyl group.) Or a tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 1, and R b19 , R b20 and R b21 are all methyl. Group.)
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1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。また、Rb19〜Rb21から選ばれる2つが一緒になってヘテロ原子を有してもよい環を形成してもよい。
v2、w2及び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が2以上のとき、複数のRb19は同一又は相異なり、w2が2以上のとき、複数のRb20は同一又は相異なり、x2が2以上のとき、複数のRb21は同一又は相異なる。
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 are each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom) hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an alicyclic group having 3 to 18 carbon atoms. Represents a hydrocarbon group. It is also possible to form two of which may have a hetero atom together ring selected from R b19 to R b21.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, the plurality of R b19 are the same or different, when w2 is 2 or more, the plurality of R b20 are the same or different, and when x2 is 2 or more, the plurality of R b21 are the same or different. .
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(B1−20)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又はトリトリルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤である式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)又は式(B1−14)表される塩が挙げられる。 The acid generator (B1) is preferably a salt represented by the formula (B1-1) to the formula (B1-20), more preferably an acid containing a triphenylsulfonium cation or a tolylsulfonium cation. Formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11), Formula (B1- 12), a salt represented by formula (B1-13) or formula (B1-14).
酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)の含有量100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは25質量部以下)である。
本発明のレジスト組成物においては、酸発生剤(B)は、単独でも複数種を同時に用いてもよい。
The content of the acid generator (B) is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 30 parts by mass or less (more preferably) with respect to 100 parts by mass of the resin (A). Is 25 parts by mass or less).
In the resist composition of the present invention, the acid generator (B) may be used alone or in combination of two or more.
〈式(II)で表される化合物〉
式(II)で表される化合物(以下「化合物(II)」という場合がある)を以下に示す。
[式(II)中、
R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜7のアシル基、炭素数2〜7のアシルオキシ基、炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、mが2以上の場合、複数のR2は同一又は相異なり、nが2以上の場合、複数のR3は同一又は相異なる。]
<Compound represented by formula (II)>
A compound represented by the formula (II) (hereinafter sometimes referred to as “compound (II)”) is shown below.
[In the formula (II),
R 2 and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, or a carbon number. Represents 2 to 7 alkoxycarbonyl groups, nitro groups or halogen atoms.
m and n each independently represent an integer of 0 to 4, when m is 2 or more, the plurality of R 2 are the same or different, and when n is 2 or more, the plurality of R 3 are the same or different. . ]
R2及びR3の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基等のアルキル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式及び多環式のいずれでもよく、飽和及び不飽和のいずれでもよい。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、シクロノニル基、シクロドデシル基等のシクロアルキル基、ノルボニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−プロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、アントリル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
これらの組み合わせとしては、アルキル−シクロアルキル基、シクロアルキル−アルキル基、アラルキル基(例えば、フェニルメチル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニル−1−プロピル基、1−フェニル−2−プロピル基、2−フェニル−2−プロピル基、3−フェニル−1−プロピル基、4−フェニル−1−ブチル基、5−フェニル−1−ペンチル基、6−フェニル−1−ヘキシル基等)等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group for R 2 and R 3 include an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and combinations thereof.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, and nonyl group.
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic, and may be either saturated or unsaturated. Examples thereof include cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclononyl group, and cyclododecyl group, norbornyl group, adamantyl group, and the like.
As aromatic hydrocarbon group, phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-propylphenyl group 4-isopropylphenyl group, 4-butylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-hexylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, anthryl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group , Aryl groups such as mesityl group, biphenyl group, anthryl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
These combinations include alkyl-cycloalkyl groups, cycloalkyl-alkyl groups, aralkyl groups (eg, phenylmethyl group, 1-phenylethyl group, 2-phenylethyl group, 1-phenyl-1-propyl group, 1- Phenyl-2-propyl group, 2-phenyl-2-propyl group, 3-phenyl-1-propyl group, 4-phenyl-1-butyl group, 5-phenyl-1-pentyl group, 6-phenyl-1-hexyl Group) and the like.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基、シクロヘキサンカルボニル基等が挙げられる。
アシルオキシ基としては、上記アシル基にオキシ基(−O−)が結合した基等が挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、上記アルコキシ基にカルボニル基(−CO−)が結合した基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propanoyl group, a benzoyl group, and a cyclohexanecarbonyl group.
Examples of the acyloxy group include a group in which an oxy group (—O—) is bonded to the acyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include a group in which a carbonyl group (—CO—) is bonded to the above alkoxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
式(II)においては、R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子が好ましい。
m及びnは、それぞれ独立に、0〜2の整数が好ましい。mが2以上の場合、複数のR2は同一又は相異なり、nが2以上の場合、複数のR3は同一又は相異なる。
In Formula (II), R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms. And an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms, a nitro group, or a halogen atom is preferable.
m and n are each independently preferably an integer of 0 to 2. When m is 2 or more, the plurality of R 2 are the same or different, and when n is 2 or more, the plurality of R 3 are the same or different.
化合物(II)としては、以下の化合物が挙げられる。
Examples of the compound (II) include the following compounds.
化合物(I)は、「Tetrahedron Vol. 45, No. 19, p6281-6296」に記載の方法で製造することができる。また、化合物(I)は、市販されている化合物を用いることができる。 Compound (I) can be produced by the method described in “Tetrahedron Vol. 45, No. 19, p6281-6296”. Compound (I) may be a commercially available compound.
化合物(II)の含有率は、レジスト組成物の固形分中、好ましくは、0.01〜5質量%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 compound (II) is preferably about 0.01 to 5% by mass, more preferably about 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably 0.01 to 5% by mass in the solid content of the resist composition. About 1% by mass.
〈溶剤(E)〉
本発明のレジスト組成物に含有される溶剤(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 (E)>
The content rate of the solvent (E) contained in the resist composition of this invention is 90 mass% or more in a resist composition, for example, Preferably it is 92 mass% or more, More preferably, it is 94 mass% or more, for example, 99.9. It is not more than mass%, preferably not more than 99 mass%. 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種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。 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 contain 1 type independently, and may contain 2 or more types.
〈塩基性化合物(以下「塩基性化合物(C)」という場合がある)〉
本発明のレジスト組成物には、クエンチャーとして作用する塩基性化合物(C)が含有されていてもよい。
塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物であり、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、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)で表される化合物〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。
<Basic compound (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”)>
The resist composition of the present invention may contain a basic compound (C) that acts as a quencher.
The basic compound (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 basic compound (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to a compound represented by the formula (C8), more preferably a compound represented by the formula (C1-1). It is done.
[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は同一又は相異なる。]
[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, the plurality of R c4 are the same or different. ]
[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は同一又は相異なる。]
[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 are the same or different. ]
[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が2以上であるとき、複数のRc14は同一又は相異なり、p3が2以上であるとき、複数のRc15は、同一又は相異なる。
Lc1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−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, when o3 is 2 or more, the plurality of R c14 are the same or different, and when p3 is 2 or more, the plurality of R c15 are the same or Different.
L c1 represents an alkanediyl 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が2以上であるとき、複数のRc18は同一又は相異なり、r3が2以上であるとき、複数のRc19は同一又は相異なり、及びs3が2以上であるとき、複数のRc20は同一又は相異なる。
Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−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 represents an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, the plurality of R c18 are the same or different, and when r3 is 2 or more, the plurality of R c19 are the same. Or when different and when s3 is 2 or more, the plurality of R c20 are the same or different.
L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
式(C1)〜式(C8)においては、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルカンジイル基は、上述したものと同様のものが挙げられる。
アルカノイル基としては、アセチル基、2−メチルアセチル基、2,2−ジメチルアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、2,2−ジメチルプロピオニル基等が挙げられる。
In the formulas (C1) to (C8), examples of the alkyl group, the alicyclic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group, the alkoxy group, and the alkanediyl group are the same as those described above.
Examples of the alkanoyl group include acetyl group, 2-methylacetyl group, 2,2-dimethylacetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, pentanoyl group, and 2,2-dimethylpropionyl group.
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- Examples include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and preferably diisopropyl. Piruanirin. 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.
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.
塩基性化合物(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分中、好ましくは、0.01〜5質量%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 basic compound (C) in the solid content of the resist composition is preferably about 0.01 to 5% by mass, more preferably about 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably 0.8. It is about 01 to 1% by mass.
〈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。その他の成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
<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 other component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes, and the like can be used.
<レジスト組成物の調製>
本発明のレジスト組成物は、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び化合物(II)、並びに必要に応じて用いられる溶剤(E)、塩基性化合物(C)、樹脂(A)以外の樹脂及びその他の成分(F)を混合することにより調製することができる。混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃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。
各成分を混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。
<Preparation of resist composition>
The resist composition of the present invention comprises a resin (A), an acid generator (B) and a compound (II), and a solvent (E), a basic compound (C) and a resin (A) used as necessary. It can be prepared by mixing the resin and the other component (F). 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.
After mixing each component, it is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.003 to 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及び
(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) The process of heating the composition layer after exposure, (5) The process of developing the composition layer after a 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することにより、溶剤を除去し、組成物層を形成する。乾燥は、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(いわゆるプリベーク)により行うか、あるいは減圧装置を用いて行い、溶剤が除去された組成物層を形成する。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が好ましい。また、圧力は、1〜1.0×105Pa程度が好ましい。 By drying the composition after coating, the solvent is removed and a composition layer is formed. Drying is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking) or using a decompression device to form a composition layer from which the solvent has been removed. The temperature in this case is preferably about 50 to 200 ° C., for example. The pressure is preferably about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.
得られた組成物層は、通常、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エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線や、超紫外光(EUV)を照射するもの等、種々のものを用いることができる。 The obtained composition layer is usually 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. Exposure light sources include those that emit laser light in the ultraviolet region such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser) Etc.) Using various lasers such as those that convert wavelength of laser light from the laser and emit harmonic laser light in the far-ultraviolet region or vacuum ultraviolet region, those that irradiate electron beams or extreme ultraviolet light (EUV), etc. Can do.
露光後の組成物層を、脱保護基反応を促進するために加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)する。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、通常、現像装置を用いて、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 exposure is subjected to heat treatment (so-called post-exposure baking) in order to promote 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、電子線(EB)露光用のレジスト組成物又はEUV露光用のレジスト組成物、特に液浸露光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 a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) exposure, or a resist composition for EUV exposure, particularly a liquid. It is suitable as a resist composition for immersion exposure.
実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中、含有量ないし使用量を表す「%」及び「部」は、特記しないかぎり質量基準である。樹脂(A)の組成比(樹脂(A)製造に用いた各モノマーに由来する構造単位の、樹脂(A)に対する共重合比)は、重合終了後の反応液における未反応モノマー量を液体クロマトグラフィーを用いて測定し、得られた結果から重合に用いられたモノマー量を求めることにより算出した。また重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより求めた値である。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーの分析条件は下記のとおりである。
装置:HLC−8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3+guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
The present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples, “%” and “parts” representing the content or amount used are based on mass unless otherwise specified. The composition ratio of the resin (A) (copolymerization ratio of the structural unit derived from each monomer used for the production of the resin (A) to the resin (A)) is determined by liquid chromatography using the amount of unreacted monomer in the reaction solution after the completion of polymerization. The measurement was performed using a graph, and the amount of monomer used for the polymerization was determined from the obtained results. The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography. The analysis conditions for gel permeation chromatography are as follows.
Apparatus: HLC-8120GPC type (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel Multipore HXL-M x 3 + 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)
合成例1:〔式(H)で表される化合物の合成〕
式(H−1)で表される化合物25.74部及びアセトニトリル77.22部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した後、0℃まで冷却した。得られた混合物に、同温度を保持したまま、式(H−2)で表される化合物20.00部を、1時間かけて添加した後、さらにクロロホルム77.50部を加えた。23℃まで昇温し、同温度で3時間攪拌した。得られた反応混合物に、クロロホルム250部、5%塩酸水溶液9.88部及びイオン交換水56.98部を加え、23℃で30分間攪拌した。攪拌後、静置・分液した。回収された有機層に、イオン交換水120部を仕込み23℃で30分間攪拌した後、分液することにより有機層を水洗した。この水洗操作を5回繰り返した。水洗後の有機層を濃縮した後、得られた濃縮物をカラム分取(固定床:メルク製シリカゲル60−200メッシュ,展開溶媒:酢酸エチル)することにより、式(H)で表される化合物21.98部を得た。
MS(質量分析):345.1(分子イオンピーク)
Synthesis Example 1: [Synthesis of Compound Represented by Formula (H)]
25.74 parts of a compound represented by the formula (H-1) and 77.22 parts of acetonitrile were charged into a reactor, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then cooled to 0 ° C. While maintaining the same temperature, 20.00 parts of the compound represented by the formula (H-2) were added to the obtained mixture over 1 hour, and 77.50 parts of chloroform was further added. The temperature was raised to 23 ° C., and the mixture was stirred at the same temperature for 3 hours. To the obtained reaction mixture, 250 parts of chloroform, 9.88 parts of 5% hydrochloric acid aqueous solution and 56.98 parts of ion-exchanged water were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. After stirring, the mixture was left standing and separated. The recovered organic layer was charged with 120 parts of ion-exchanged water and stirred at 23 ° C. for 30 minutes, followed by liquid separation to wash the organic layer with water. This washing operation was repeated 5 times. The organic layer after washing with water is concentrated, and then the resulting concentrate is subjected to column fractionation (fixed bed: silica gel 60-200 mesh manufactured by Merck, developing solvent: ethyl acetate), whereby the compound represented by the formula (H) 21.98 parts were obtained.
MS (mass spectrometry): 345.1 (molecular ion peak)
樹脂の合成
樹脂の合成において使用したモノマーを下記に示す。
Resin synthesis Monomers used in resin synthesis are shown below.
〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)、モノマー(H)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(H)〕が32:7:8:43:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.6×103の樹脂A1(共重合体)を収率82%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A1]
As the monomer, the monomer (A), the monomer (E), the monomer (B), the monomer (C), and the monomer (H) are mixed in a molar ratio [monomer (A): monomer (E): monomer (B): monomer ( C): monomer (H)] was mixed to 32: 7: 8: 43: 10, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin. This resin was filtered twice, and the weight average molecular weight was 8.6. × 10 3 of the resin A1 (copolymer) was obtained in 82% yield. This resin A1 has the following structural units.
〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(D)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(C)、モノマー(H)を、そのモル比〔モノマー(D):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(C):モノマー(H)〕が35:10:6:37:12となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.1×103の樹脂A2(共重合体)を収率71%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A2]
As a monomer, a monomer (D), a monomer (E), a monomer (B), a monomer (C), and a monomer (H) are mixed in a molar ratio [monomer (D): monomer (E): monomer (B): monomer ( C): monomer (H)] was mixed to 35: 10: 6: 37: 12, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and the weight average molecular weight was 8.1. × 10 3 of the resin A2 (copolymer) was obtained in 71% yield. This resin A2 has the following structural units.
〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(E)、モノマー(B)、モノマー(F)、モノマー(C)、モノマー(H)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(E):モノマー(B):モノマー(F):モノマー(C):モノマー(H)〕が32:7:8:10:33:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.9×103の樹脂A3(共重合体)を収率78%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A3]
As a monomer, a monomer (A), a monomer (E), a monomer (B), a monomer (F), a monomer (C), and a monomer (H) are mixed in a molar ratio [monomer (A): monomer (E): monomer ( B): monomer (F): monomer (C): monomer (H)] is mixed to 32: 7: 8: 10: 33: 10, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount is added. Solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.9. × 10 3 of the resin A3 (copolymer) was obtained in 78% yield. This resin A3 has the following structural units.
〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(B)及びモノマー(G)を用い、そのモル比(モノマー(A):モノマー(B):モノマー(G))が53:17:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを80℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.0×103の樹脂A4(共重合体)を収率80%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A4]
Monomer (A), monomer (B), and monomer (G) are used as the monomers and mixed so that the molar ratio (monomer (A): monomer (B): monomer (G)) is 53:17:30. Then, 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 80 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.0. A × 10 3 resin A4 (copolymer) was obtained with a yield of 80%. This resin A4 has the following structural units.
〔樹脂A5の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(K)、モノマー(B)、モノマー(F)、モノマー(C)、モノマー(M)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(K):モノマー(B):モノマー(F):モノマー(C):モノマー(M)〕が30:14:6:10:30:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.6×103の樹脂A5(共重合体)を収率80%で得た。この樹脂A5は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A5]
As a monomer, a monomer (A), a monomer (K), a monomer (B), a monomer (F), a monomer (C), and a monomer (M) are mixed in a molar ratio [monomer (A): monomer (K): monomer ( B): monomer (F): monomer (C): monomer (M)] is mixed to be 30: 14: 6: 10: 30: 10, and 1.5 mass times the total amount of dioxane is added. Solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, and heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained is again dissolved in dioxane, and a solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent is precipitated twice, and the resin is filtered twice to perform a reprecipitation operation twice. 6 × 10 3 resin A5 (copolymer) was obtained with a yield of 80%. This resin A5 has the following structural units.
〔樹脂A6の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(I)、モノマー(B)、モノマー(F)、モノマー(C)、モノマー(H)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(I):モノマー(B):モノマー(F):モノマー(C):モノマー(H)〕が32:7:8:10:33:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.3×103の樹脂A6(共重合体)を収率82%で得た。この樹脂A6は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A6]
As a monomer, a monomer (A), a monomer (I), a monomer (B), a monomer (F), a monomer (C), and a monomer (H) are mixed in a molar ratio [monomer (A): monomer (I): monomer ( B): monomer (F): monomer (C): monomer (H)] is mixed to 32: 7: 8: 10: 33: 10, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount is added. Solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was dissolved again in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 8.3. × 10 3 of the resin A6 (copolymer) was obtained in 82% yield. This resin A6 has the following structural units.
〔樹脂A7の合成〕
モノマーとして、モノマー(A)、モノマー(I)、モノマー(J)、モノマー(F)、モノマー(C)、モノマー(H)を、そのモル比〔モノマー(A):モノマー(I):モノマー(J):モノマー(F):モノマー(C):モノマー(H)〕が30:14:3:10:33:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.9×103の樹脂A7(共重合体)を収率86%で得た。この樹脂A7は、以下の構造単位を有するものである。
[Synthesis of Resin A7]
As a monomer, a monomer (A), a monomer (I), a monomer (J), a monomer (F), a monomer (C), and a monomer (H) are mixed in a molar ratio [monomer (A): monomer (I): monomer ( J): monomer (F): monomer (C): monomer (H)] is mixed to 30: 14: 3: 10: 33: 10, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount is added. Solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 73 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.9. × 10 3 of the resin A7 (copolymer) was obtained in 86% yield. This resin A7 has the following structural units.
<レジスト組成物の調製>
以下に示す成分の各々を表1に示す質量部で溶剤に溶解し、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。
<Preparation of resist composition>
Each of the components shown below was dissolved in a solvent in parts by mass shown in Table 1, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
<樹脂>
上述した合成例で合成した樹脂A1〜A7
<酸発生剤>
B1:特開2010−152341号公報の実施例に従って合成
B2:特開2010−164712の実施例に従って合成
<Resin>
Resins A1 to A7 synthesized in the above synthesis example
<Acid generator>
B1: Synthesis according to the example of JP 2010-152341 A
B2: synthesized according to the example of JP2010-164712A
<塩基性化合物:クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)
<式(II)で表される化合物>
D1: (東京化成工業(株)製)
<Basic compound: Quencher>
C1: 2,6-diisopropylaniline (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
<Compound represented by formula (II)>
D1: (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
2−ヘプタノン 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts 2-heptanone 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts
<レジスト組成物の液浸露光評価>
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
レジスト組成物塗布後、得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)して組成物層を形成した。
こうしてレジスト組成物膜(組成物層)を形成したウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光]を用いて、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液浸露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行い、レジストパターンを得た。
<Immersion exposure evaluation of resist composition>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. Subsequently, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm.
After coating the resist composition, the obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds at a temperature described in the “PB” column of Table 1 on a direct hot plate to form a composition layer.
On the wafer on which the resist composition film (composition layer) was thus formed, an ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light] The line and space pattern was subjected to immersion exposure by changing the exposure amount stepwise. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post exposure bake (PEB) is performed on the hot plate at a temperature described in the “PEB” column of Table 1 for 60 seconds, and further with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. Paddle development was performed to obtain a resist pattern.
<パターン倒れ評価(PCM)評価>
45nmの1:1ラインアンドスペースパターンを形成するためのマスクを用いて、実効感度よりも高い露光量で形成されたラインパターンを観察した。露光によって基板に転写されたパターンの線幅が38nmより細くなっても倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察されない場合を○、線幅が38nm以上でも倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察される場合を×とした。その結果を表2に示す。括弧内の数字は、パターン消失が観察されないレジストパターンの最小線幅(nm)を示す。
露光によって基板に転写されたパターンの線幅が38nmより細くなっても倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察されない場合を「○」、線幅が38nm以上の線幅で、倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察される場合を「×」とした。
その結果を表2に示す。括弧内の数値は、露光によって基板に転写されたパターンにおいてパターン消失が観察されなかった最小のマスク線幅(nm)を示す。
<Pattern collapse evaluation (PCM) evaluation>
Using a mask for forming a 45 nm 1: 1 line and space pattern, the line pattern formed with an exposure amount higher than the effective sensitivity was observed. A case where pattern disappearance due to falling or peeling is not observed even if the line width of the pattern transferred to the substrate by exposure becomes thinner than 38 nm, and a case where pattern disappearance due to falling or peeling is observed even when the line width is 38 nm or more. It was. The results are shown in Table 2. The numbers in parentheses indicate the minimum line width (nm) of the resist pattern in which no pattern disappearance is observed.
Even if the line width of the pattern transferred to the substrate by exposure is thinner than 38 nm, “○” indicates that no pattern disappearance due to falling or peeling is observed. When the line width is 38 nm or more, pattern disappearing due to falling or peeling. When observed, it was set as "x".
The results are shown in Table 2. The numerical values in parentheses indicate the minimum mask line width (nm) in which no pattern disappearance was observed in the pattern transferred to the substrate by exposure.
本発明のレジスト組成物によれば、パターン倒れが少ないレジストパターンを製造することができる。 According to the resist composition of the present invention, a resist pattern with little pattern collapse can be produced.
Claims (6)
(B)酸発生剤及び
(D)式(II)で表される化合物を含有するレジスト組成物。
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
X1は、酸素原子又は−N(Rc)−(但し、Rcは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を表す。
Z1は、*−X2−、*−X2−X4−CO−X3−又は*−X2−CO−X4−X3−(但し、X2及びX3は、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。X4は酸素原子又は−N(Rc)−を表す。Rcは前記と同義である。*はX1との結合手を表す。)で表される基を表す。
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。]
[式(II)中、
R2及びR3は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜7のアシル基、炭素数2〜7のアシルオキシ基、炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表し、mが2以上の場合、複数のR2は同一又は相異なり、nが2以上の場合、複数のR3は同一又は相異なる。] (A) a resin having a structural unit represented by formula (I), insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
A resist composition containing (B) an acid generator and (D) a compound represented by formula (II).
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
X 1 represents an oxygen atom or —N (R c ) — (where R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms).
Z 1 is * —X 2 —, * —X 2 —X 4 —CO—X 3 — or * —X 2 —CO—X 4 —X 3 — (where X 2 and X 3 are each independently Represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, X 4 represents an oxygen atom or —N (R c ) —, R c is as defined above, and * represents a bond to X 1 . Represents the group represented.
R 1 represents a C 1-6 alkyl group, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom. ]
[In the formula (II),
R 2 and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, or a carbon number. Represents 2 to 7 alkoxycarbonyl groups, nitro groups or halogen atoms.
m and n each independently represent an integer of 0 to 4, when m is 2 or more, the plurality of R 2 are the same or different, and when n is 2 or more, the plurality of R 3 are the same or different. . ]
[式(T1)中、
R4は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
tは、0〜9の整数を表し、tが2以上のとき、複数のR4は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。] The resist composition according to claim 1, wherein the ring T 1 is a ring represented by the formula (T1).
[In the formula (T1),
R 4 is a C 1-12 alkyl group optionally having a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, an oxy group, a cyano group, a C 1-12 alkoxy group, a C 6-12 12 represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
t represents an integer of 0 to 9, and when t is 2 or more, the plurality of R 4 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
(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及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。 (1) The process of apply | coating the resist composition in any one of Claims 1-5 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, and (5) a step of developing the composition layer after heating,
A method for producing a resist pattern including:
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