JP5871591B2 - Resist composition and resist pattern forming method - Google Patents
Resist composition and resist pattern forming method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5871591B2 JP5871591B2 JP2011262704A JP2011262704A JP5871591B2 JP 5871591 B2 JP5871591 B2 JP 5871591B2 JP 2011262704 A JP2011262704 A JP 2011262704A JP 2011262704 A JP2011262704 A JP 2011262704A JP 5871591 B2 JP5871591 B2 JP 5871591B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- component
- atom
- acid
- carbon atoms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 C*C(*)(C*(C)C)C(OC1(CC(C2)C3)CC3CC2C1)=O Chemical compound C*C(*)(C*(C)C)C(OC1(CC(C2)C3)CC3CC2C1)=O 0.000 description 20
- GXNAXKDTJJTOIR-UHFFFAOYSA-N Cc1cc([S+](c2ccccc2)c2ccccc2)cc(C)c1OCC(OC1C2C3OC1CC3CC1C2C1)=O Chemical compound Cc1cc([S+](c2ccccc2)c2ccccc2)cc(C)c1OCC(OC1C2C3OC1CC3CC1C2C1)=O GXNAXKDTJJTOIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は、アルカリ現像液で現像することによりネガ型レジストパターンを形成するレジストパターン形成方法、及びこれに用いるレジスト組成物に関する。 The present invention relates to a resist pattern forming method for forming a negative resist pattern by developing with an alkaline developer, and a resist composition used therefor.
基板の上に微細なパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングを行うことによって該パターンの下層を加工する技術(パターン形成技術)は、半導体素子や液晶表示素子の製造において広く採用されている。微細パターンは、通常、有機材料からなり、例えばリソグラフィー法やナノインプリント法等の技術によって形成される。たとえばリソグラフィー法においては、基板等の支持体の上に、樹脂等の基材成分を含むレジスト材料を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。そして、上記レジストパターンをマスクとして、基板をエッチングにより加工する工程を経て半導体素子等が製造される。
前記レジスト材料はポジ型とネガ型とに分けられ、露光した部分の現像液に対する溶解性が増大するレジスト材料をポジ型、露光した部分の現像液に対する溶解性が低下するレジスト材料をネガ型という。
前記現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液等のアルカリ水溶液(アルカリ現像液)が用いられている。また、芳香族系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤、アルコール系溶剤等の有機溶剤を現像液として用いることも行われている(たとえば特許文献1、2参照)。
A technique (pattern formation technique) for forming a fine pattern on a substrate and processing the lower layer of the pattern by performing etching using the fine pattern as a mask is widely adopted in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements. The fine pattern is usually made of an organic material, and is formed by a technique such as a lithography method or a nanoimprint method. For example, in a lithography method, a resist film is formed on a support such as a substrate using a resist material containing a base material component such as a resin, and the resist film is selected by radiation such as light or an electron beam. A step of forming a resist pattern having a predetermined shape on the resist film is performed by performing a general exposure and developing. And a semiconductor element etc. are manufactured through the process of processing a board | substrate by an etching using the said resist pattern as a mask.
The resist material is classified into a positive type and a negative type. A resist material whose solubility in an exposed portion of a developer is increased is called a positive type, and a resist material whose solubility in an exposed portion of a developer is reduced is called a negative type. .
As the developer, an alkaline aqueous solution (alkali developer) such as a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is usually used. In addition, an organic solvent such as an aromatic solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent, an ether solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an amide solvent, or an alcohol solvent is also used as a developer (for example, (See
近年、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)のEB(電子線)、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
露光光源の短波長化に伴い、レジスト材料には、露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性の向上が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として化学増幅型レジストが知られている。
化学増幅型レジストとしては、一般的に、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する組成物が用いられている。たとえば現像液がアルカリ現像液(アルカリ現像プロセス)の場合、基材成分として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものが用いられている。
従来、化学増幅型レジスト組成物の基材成分としては主に樹脂(ベース樹脂)が用いられている。現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用される化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主流である。
ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
該ベース樹脂は、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数の構成単位を含有している。たとえば、酸発生剤から発生した酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる酸分解性基を有する構成単位とともに、ラクトン構造を有する構成単位、水酸基等の極性基を有する構成単位等が用いられている(たとえば特許文献3参照)。ベース樹脂がアクリル系樹脂である場合、前記酸分解性基としては、一般的に、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基を第三級アルキル基、アセタール基等の酸解離性基で保護したものが用いられている。
In recent years, pattern miniaturization is rapidly progressing due to the advancement of lithography technology.
As a technique for miniaturization, the exposure light source is generally shortened in wavelength (increased energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but at present, mass production of semiconductor elements using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. Further, studies have been made on EB (electron beam), EUV (extreme ultraviolet), X-rays, and the like having shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers.
Along with the shortening of the wavelength of the exposure light source, the resist material is required to be improved in lithography characteristics such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing a pattern with a fine dimension. A chemically amplified resist is known as a resist material that satisfies such requirements.
As the chemically amplified resist, a composition containing a base material component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure is generally used. For example, when the developer is an alkali developer (alkaline development process), a substrate component that has increased solubility in an alkali developer due to the action of an acid is used.
Conventionally, a resin (base resin) is mainly used as a base component of a chemically amplified resist composition. At present, as a base resin of a chemically amplified resist composition used in ArF excimer laser lithography and the like, it has a structural unit derived from (meth) acrylic acid ester in its main chain because of its excellent transparency near 193 nm. Resin (acrylic resin) is the mainstream.
Here, “(meth) acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. “(Meth) acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.
The base resin generally contains a plurality of structural units in order to improve lithography properties and the like. For example, a structural unit having an acid-decomposable group that decomposes by the action of an acid generated from an acid generator to generate an alkali-soluble group, a structural unit having a lactone structure, a structural unit having a polar group such as a hydroxyl group, etc. are used. (For example, refer to Patent Document 3). When the base resin is an acrylic resin, as the acid-decomposable group, generally, a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like is protected with an acid-dissociable group such as a tertiary alkyl group or an acetal group Is used.
解像性の更なる向上のための手法の1つとして、露光機の対物レンズと試料との間に、空気よりも高屈折率の液体(液浸媒体)を介在させて露光(浸漬露光)を行うリソグラフィー法、所謂、液浸リソグラフィー(Liquid Immersion Lithography。以下「液浸露光」ということがある。)が知られている(たとえば非特許文献1参照)。
液浸露光によれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないといわれている。また、液浸露光は、既存の露光装置を応用して行うことができる。そのため、液浸露光は、低コストで、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できると予想され、多額な設備投資を必要とする半導体素子の製造において、コスト的にも、解像度等のリソグラフィー特性的にも、半導体産業に多大な効果を与えるものとして大変注目されている。
液浸露光は、あらゆるパターン形状の形成において有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることも可能であるとされている。現在、液浸露光技術としては、主に、ArFエキシマレーザーを光源とする技術が活発に研究されている。また、現在、液浸媒体としては、主に水が検討されている。
As one of the methods for further improving the resolution, exposure (immersion exposure) is performed by interposing a liquid (immersion medium) having a higher refractive index than air between the objective lens of the exposure machine and the sample. A so-called immersion lithography (hereinafter referred to as “immersion exposure”) is known (for example, see Non-Patent Document 1).
According to immersion exposure, even when a light source having the same exposure wavelength is used, the same high resolution as when using a light source with a shorter wavelength or using a high NA lens can be achieved, and the depth of focus can be reduced. It is said that there is no decline. In addition, immersion exposure can be performed by applying an existing exposure apparatus. For this reason, immersion exposure is expected to be able to form resist patterns with low cost, high resolution, and excellent depth of focus. In particular, in terms of lithography characteristics such as resolution, the semiconductor industry is attracting a great deal of attention.
Immersion exposure is effective in forming all pattern shapes, and can be combined with super-resolution techniques such as the phase shift method and the modified illumination method that are currently being studied. Currently, as an immersion exposure technique, a technique mainly using an ArF excimer laser as a light source is being actively researched. Currently, water is mainly studied as an immersion medium.
最近提案されているリソグラフィー技術の1つとして、パターニングを2回以上行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスがある(たとえば非特許文献2、3参照)。ダブルパターニングプロセスにはいくつかの方法があり、たとえば、(1)リソグラフィー工程(レジスト組成物の塗布から露光、現像まで)およびエッチング工程を2回以上繰り返してパターンを形成する方法、(2)リソグラフィー工程を続けて2回以上繰り返す方法等がある。ダブルパターニングプロセスによれば、同じ露光波長の光源を用いても、また、同じレジスト組成物を用いても、1回のリソグラフィー工程で形成する場合(シングルパターニング)よりも高解像性のレジストパターンを形成することが可能である。また、ダブルパターニングプロセスは、既存の露光装置を用いて行うことができる。
また、レジスト膜を形成後、該レジスト膜に対して露光を2回以上行い、現像してレジストパターンを形成する二重露光法も提案されている(たとえば特許文献4参照)。この二重露光法によれば、上述したダブルパターニングプロセスと同様、高解像性のレジストパターンを形成することが可能であり、また、ダブルパターニングに比べて工程数が少ないという利点がある。
One recently proposed lithography technique is a double patterning process in which a resist pattern is formed by performing patterning twice or more (see, for example, Non-Patent
In addition, a double exposure method has been proposed in which after a resist film is formed, the resist film is exposed twice or more and developed to form a resist pattern (see, for example, Patent Document 4). According to this double exposure method, it is possible to form a high-resolution resist pattern as in the above-described double patterning process, and there is an advantage that the number of steps is small compared to double patterning.
ポジ型の化学増幅型レジスト組成物、つまり露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスでは、上記のように、レジスト膜の露光部がアルカリ現像液により溶解、除去されてレジストパターンが形成される。ポジ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスは、ネガ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたネガ型現像プロセスに比べて、フォトマスクの構造を単純にできる、像形成のために充分なコントラストが得やすい、形成されるパターンの特性が優れる等の利点がある。そのため、現在、微細なレジストパターンの形成には、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスが主に用いられている。 In a positive development process in which a positive chemically amplified resist composition, that is, a chemically amplified resist composition whose solubility in an alkaline developer is increased by exposure and an alkaline developer is combined, as described above, The exposed portion is dissolved and removed with an alkali developer to form a resist pattern. A positive development process that combines a positive chemically amplified resist composition and an alkaline developer is a photomask compared to a negative development process that combines a negative chemically amplified resist composition and an alkaline developer. There are advantages such that the structure can be simplified, sufficient contrast for image formation can be easily obtained, and the characteristics of the pattern to be formed are excellent. Therefore, at present, a positive development process in which a positive chemically amplified resist composition and an alkali developer are combined is mainly used for forming a fine resist pattern.
しかし、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が進むなか、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスにも、種々のリソグラフィー特性の改善がよりいっそう求められる。
たとえば、微細パターン(孤立トレンチパターン、微細かつ密集したコンタクトホールパターン等)の形成においては、特に膜厚方向で光学強度の弱い領域が生じてレジストパターンの解像性が低下しやすいとともに、形状不良が生じやすい。
上記のような微細パターン形成には、光学強度の弱い領域が選択的に溶解除去されて形成するレジストパターン(ネガ型パターン)形成方法が有用である。主流であるポジ型現像プロセスで用いられる化学増幅型レジスト組成物を用いてネガ型パターンを形成する方法としては、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)と組み合わせたネガ型現像プロセスが知られている。しかしながら、当該ネガ型現像プロセスは、環境面、装置・コスト面で、アルカリ現像液と組み合わせたポジ型現像プロセスに比べて劣る。これに対し、ネガ型パターンを高解像性で、かつ、良好な形状で形成できる新規なレジストパターン形成方法が求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ネガ型パターンを高解像性で、かつ、良好な形状で形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いるのに好適なレジスト組成物を提供することを課題とする。
However, with further advancement of lithography technology and expansion of application fields, various lithography characteristics are further improved even in a positive development process combining a positive chemically amplified resist composition and an alkaline developer. Desired.
For example, in the formation of fine patterns (isolated trench patterns, fine and dense contact hole patterns, etc.), a region with low optical intensity is generated particularly in the film thickness direction, and the resolution of the resist pattern is likely to deteriorate and the shape is poor. Is likely to occur.
For the fine pattern formation as described above, a resist pattern (negative pattern) forming method in which a region having low optical intensity is selectively dissolved and removed is useful. As a method of forming a negative pattern using a chemically amplified resist composition used in the mainstream positive development process, a negative development process combined with a developer containing an organic solvent (organic developer) is used. Are known. However, the negative development process is inferior to the positive development process combined with an alkaline developer in terms of environment, apparatus, and cost. On the other hand, a new resist pattern forming method capable of forming a negative pattern with high resolution and a good shape is required.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a resist pattern forming method capable of forming a negative pattern with high resolution and a good shape, and a resist composition suitable for use therein It is an issue to provide.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分と露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分とを含有するレジスト組成物により形成されたレジスト膜の、露光部が残膜し、未露光部が「アルカリ現像液」で溶解除去されるネガ型パターンを形成する方法を発明した(特願2011−106577)。そして更なる検討の結果、ベース樹脂のガラス転移温度が高くならないように制御することによって前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention formed a resist composition containing a base component that increases the solubility in an alkali developer by the action of an acid and a photobase generator component that generates a base upon exposure. Invented a method of forming a negative pattern in which an exposed portion of the resist film remains and an unexposed portion is dissolved and removed with an “alkaline developer” (Japanese Patent Application No. 2011-106577). As a result of further studies, the inventors have found that the above problem can be solved by controlling the glass transition temperature of the base resin so as not to increase, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の第一の態様は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(C)と、酸性化合物成分とを含有するレジスト組成物を、支持体上に塗布してレジスト膜を形成する工程(1)と、前記レジスト膜を露光する工程(2)と、前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)とを含むレジストパターン形成方法における、前記工程(1)で用いられる前記レジスト組成物であって、前記基材成分(A)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)とを有する高分子化合物(A1)を含み、かつ、前記高分子化合物(A1)は、下記一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合が該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下であることを特徴とするレジスト組成物である。 That is, the first aspect of the present invention includes a base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, a photobase generator component (C) that generates a base upon exposure, and an acidic compound. The resist composition containing the component is applied on a support to form a resist film (1), the resist film is exposed (2), and the baking is performed after the process (2). In the exposed portion of the resist film, the base generated from the photobase generator component (C) by the exposure is neutralized with the acidic compound component previously supplied to the resist film, and the resist film is unexposed. in part, due to the action of pre-supplied acidic compound component in the resist film, the step (3) to increase the solubility in an alkali developing solution of the base component (a), the resist film was alkali developed The resist composition used in the step (1) in a resist pattern forming method including a step (4) of forming a negative resist pattern in which an unexposed portion of the resist film is dissolved and removed, The material component (A) includes a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid, a structural unit (a2) containing a —SO 2 -containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group, The polymer compound (A1) has a ratio of the structural unit (a3) represented by the following general formula (a3-1) to the polymer compound (A1). The resist composition is 10 mol% or less with respect to the total of all constituent units.
また、本発明の第二の態様は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)とを有する高分子化合物(A1)(ただし、下記一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合が該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下であるもの)を含む、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(C)と、酸性化合物成分とを含有するレジスト組成物を、支持体上に塗布してレジスト膜を形成する工程(1)と、前記レジスト膜を露光する工程(2)と、前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)とを含むレジストパターン形成方法である。 The second aspect of the present invention is a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid, and a structural unit containing an —SO 2 — containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group. A polymer compound (A1) having (a2) (wherein the proportion of the structural unit (a3) represented by the following general formula (a3-1) is the sum of all structural units constituting the polymer compound (A1)) A base component (A) whose solubility in an alkali developer is increased by the action of an acid, and a photobase generator component (C) that generates a base upon exposure. After the step (1) of forming a resist film by applying a resist composition containing an acidic compound component on a support, the step (2) of exposing the resist film, and the step (2) In the exposed portion of the resist film, A base generated from the photobase generator component (C) upon exposure, the resist film is neutralized with a previously supplied acidic compound component, wherein the unexposed portions of the resist film, is previously supplied to the resist film The step (3) of increasing the solubility of the base material component (A) in an alkaline developer by the action of the acidic compound component , and developing the resist film with alkali, undissolved portions of the resist film are dissolved and removed. And a step (4) of forming a negative resist pattern.
本明細書および本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、「ハロゲン化アルキレン基」は、アルキレン基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「ヒドロキシアルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部または全部が水酸基で置換された基である。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
「沸点」は、特に断りのない限り、圧力1atmのもとでの沸点を意味する。
In the present specification and claims, “aliphatic” is a relative concept with respect to aromatics, and is defined to mean groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
The “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with halogen atoms, and the “halogenated alkylene group” is the part of or all of the hydrogen atoms in the alkylene group is a halogen atom. The halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
A “hydroxyalkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with a hydroxyl group.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
“Exposure” is a concept including general irradiation of radiation.
“Boiling point” means a boiling point under a pressure of 1 atm unless otherwise specified.
本発明によれば、ネガ型パターンを高解像性で、かつ、良好な形状で形成できるレジストパターン形成方法、及びこれに用いるのに好適なレジスト組成物を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resist pattern formation method which can form a negative pattern with high resolution and a favorable shape, and a resist composition suitable for using for this can be provided.
≪レジスト組成物≫
本発明のレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(C)とを含有するレジスト組成物を、支持体上に塗布してレジスト膜を形成する工程(1)と、前記レジスト膜を露光する工程(2)と、前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)とを含むレジストパターン形成方法における、前記工程(1)で用いられるものである。
すなわち、本発明のレジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(C)(以下「(C)成分」ともいう。)とを含有し、かつ、前記工程(1)で用いられる。
なお、前記の工程(1)〜(4)を含むレジストパターン形成方法については後述する。
≪Resist composition≫
The resist composition of the present invention comprises a base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and a photobase generator component (C) that generates a base upon exposure. Is applied to the support to form a resist film (1), the resist film is exposed (2), and the baking is performed after the process (2). The base generated from the photobase generator component (C) by the exposure and the acid supplied in advance to the resist film are neutralized and supplied in advance to the resist film in an unexposed portion of the resist film. A step (3) for increasing the solubility of the base component (A) in an alkaline developer by the action of an acid, and a negative in which the resist film is alkali-developed and the unexposed portions of the resist film are dissolved and removed Type In a method of forming a resist pattern and a step (4) to form a resist pattern, and is used in the step (1).
That is, the resist composition of the present invention comprises a base component (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and a light that generates a base upon exposure. It contains a base generator component (C) (hereinafter also referred to as “component (C)”) and is used in the step (1).
The resist pattern forming method including the steps (1) to (4) will be described later.
本発明において「ネガ型レジストパターン」は、レジスト膜の未露光部がアルカリ現像液により溶解除去されて、露光部がパターンとして残るレジストパターンであり、該ネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物を「ネガ型レジスト組成物」ということがある。つまり、本発明のレジスト組成物はネガ型レジスト組成物である。 In the present invention, the “negative resist pattern” is a resist pattern in which an unexposed portion of a resist film is dissolved and removed by an alkaline developer, and an exposed portion remains as a pattern, and a resist composition that forms the negative resist pattern is Sometimes referred to as a “negative resist composition”. That is, the resist composition of the present invention is a negative resist composition.
「レジスト膜に予め供給された酸」とは、該レジスト膜を形成するレジスト組成物に予め配合された酸供給成分に由来する酸、及び工程(3)でのベーク前に該レジスト膜に接触させた酸供給成分に由来する酸を包含する。
酸供給成分(以下これを「(Z)成分」ともいう。)は、酸性化合物成分(以下これを「(G)成分」ともいう。)又は酸発生剤成分(以下これを「(B)成分」ともいう。)等が好適なものとして挙げられる。
酸性化合物は、その成分自体が酸性を有する化合物、すなわちプロトン供与体として作用する化合物を意味する。
酸発生剤としては、加熱により酸を発生する熱酸発生剤、露光により酸を発生する光酸発生剤等が挙げられる。
(Z)成分としては、いずれか1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。たとえば酸性化合物と酸発生剤とを併用してもよく、熱酸発生剤と光酸発生剤とを併用してもよい。(Z)成分の具体例については後で詳しく説明する。
“The acid supplied in advance to the resist film” means an acid derived from an acid supply component pre-mixed in the resist composition for forming the resist film, and the resist film before contacting in the step (3) Includes acids derived from the acid feed components.
The acid supply component (hereinafter also referred to as “(Z) component”) is an acidic compound component (hereinafter also referred to as “(G) component”) or an acid generator component (hereinafter referred to as “(B) component”. Is also referred to as a suitable example.
An acidic compound means a compound whose component itself is acidic, that is, a compound that acts as a proton donor.
Examples of the acid generator include a thermal acid generator that generates an acid by heating, a photoacid generator that generates an acid by exposure, and the like.
As the component (Z), any one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. For example, an acidic compound and an acid generator may be used in combination, or a thermal acid generator and a photoacid generator may be used in combination. Specific examples of the component (Z) will be described in detail later.
・基材成分;(A)成分
本発明における(A)成分は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分である。
「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、また、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。本明細書および特許請求の範囲において「樹脂」という場合、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の質量平均分子量を用いるものとする。
-Base material component; (A) component (A) component in this invention is a base material component which the solubility with respect to an alkali developing solution increases by the effect | action of an acid.
The “base component” is an organic compound having a film forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film-forming ability is improved and a nano-level resist pattern is easily formed.
Organic compounds used as the base material component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, the “low molecular compound” refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, those having a molecular weight of 1000 or more are usually used. In the present specification and claims, the term “resin” refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a polystyrene-reduced mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used.
かかる(A)成分は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)とを有する高分子化合物(A1)(以下「(A1)成分」ともいう。)を含む。加えて、該(A1)成分は、前記一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合が該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下である。 The component (A) includes a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid, a structural unit (a2) containing a —SO 2 — containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group, A polymer compound (A1) having the following (hereinafter also referred to as “component (A1)”). In addition, in the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) represented by the general formula (a3-1) is 10 mol% or less with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1). It is.
[構成単位(a1)]
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SO3H)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基を酸解離性基で保護した基(たとえばOH含有極性基の水素原子を酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
「酸解離性基」は、酸の作用により、少なくとも、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基である。酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合に溶解性が増大する。
[Structural unit (a1)]
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid.
The “acid-decomposable group” is an acid-decomposable group that can cleave at least part of bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid include a group that decomposes by the action of an acid to generate a polar group.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (—SO 3 H), and the like. Among these, a polar group containing —OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as “OH-containing polar group”) is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specifically, examples of the acid-decomposable group include a group in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).
The “acid-dissociable group” is a group having an acid-dissociable property capable of cleaving at least a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by the action of an acid. The acid-dissociable group constituting the acid-decomposable group must be a group having a lower polarity than the polar group generated by dissociation of the acid-dissociable group. Is dissociated, a polar group having a polarity higher than that of the acid dissociable group is generated to increase the polarity. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. As the polarity increases, the solubility in the developer changes relatively, and the solubility increases when the developer is an alkaline developer.
酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状又は鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性基などが広く知られている。
ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状又は環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(=O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状又は環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断され、カルボキシ基が形成される。
前記鎖状又は環状のアルキル基は、置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」という。
The acid-dissociable group is not particularly limited, and those that have been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resists can be used. In general, a group that forms a cyclic or chain tertiary alkyl ester with a carboxy group in (meth) acrylic acid or the like; an acetal-type acid dissociable group such as an alkoxyalkyl group is widely known.
Here, the “tertiary alkyl ester” is an ester formed by replacing a hydrogen atom of a carboxy group with a chain or cyclic alkyl group, and the carbonyloxy group (—C (═O The structure in which the tertiary carbon atom of the chain or cyclic alkyl group is bonded to the terminal oxygen atom of) -O-). In this tertiary alkyl ester, when an acid acts, a bond is cut between an oxygen atom and a tertiary carbon atom to form a carboxy group.
The chain or cyclic alkyl group may have a substituent.
Hereinafter, a group that is acid dissociable by constituting a carboxy group and a tertiary alkyl ester is referred to as a “tertiary alkyl ester type acid dissociable group” for convenience.
第3級アルキルエステル型酸解離性基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性基、脂肪族環式基を含有する酸解離性基が挙げられる。
ここで、「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。「脂肪族分岐鎖状酸解離性基」の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族分岐鎖状酸解離性基としては、たとえば、−C(R71)(R72)(R73)で表される基が挙げられる。式中、R71〜R73は、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基である。−C(R71)(R72)(R73)で表される基は、炭素数が4〜8であることが好ましく、具体的にはtert−ブチル基、2−メチル−2−ブチル基、2−メチル−2−ペンチル基、3−メチル−3−ペンチル基などが挙げられる。特にtert−ブチル基が好ましい。
Examples of the tertiary alkyl ester type acid dissociable group include an aliphatic branched acid dissociable group and an acid dissociable group containing an aliphatic cyclic group.
Here, “aliphatic branched” means having a branched structure having no aromaticity. The structure of the “aliphatic branched acid dissociable group” is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The “hydrocarbon group” may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic branched acid dissociable group include a group represented by —C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ). Wherein, R 71 to R 73 each independently represents a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. The group represented by —C (R 71 ) (R 72 ) (R 73 ) preferably has 4 to 8 carbon atoms, specifically a tert-butyl group or a 2-methyl-2-butyl group. , 2-methyl-2-pentyl group, 3-methyl-3-pentyl group and the like. A tert-butyl group is particularly preferable.
「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基又は多環式基であることを示す。
「脂肪族環式基を含有する酸解離性基」における脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
該脂肪族環式基の置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、該炭化水素基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
脂肪族環式基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などの脂環式炭化水素基が挙げられる。また、これらの脂環式炭化水素基の環を構成する炭素原子の一部がエーテル基(−O−)で置換されたものであってもよい。
The “aliphatic cyclic group” means a monocyclic group or a polycyclic group having no aromaticity.
The aliphatic cyclic group in the “acid-dissociable group containing an aliphatic cyclic group” may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like. Is mentioned.
The basic ring structure excluding the substituent of the aliphatic cyclic group is not limited to a group consisting of carbon and hydrogen (hydrocarbon group), but is preferably a hydrocarbon group. The hydrocarbon group may be either saturated or unsaturated, but is usually preferably saturated.
The aliphatic cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
Examples of the aliphatic cyclic group include one or more hydrogens from a monocycloalkane which may or may not be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group. A group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane; More specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane; one or more polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. An alicyclic hydrocarbon group such as a group excluding a hydrogen atom is exemplified. Moreover, a part of carbon atoms constituting the ring of these alicyclic hydrocarbon groups may be substituted with an ether group (—O—).
脂肪族環式基を含有する酸解離性基としては、たとえば、
(i)1価の脂肪族環式基の環骨格上、当該酸解離性基に隣接する原子(たとえば−C(=O)−O−における−O−)と結合する炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合して第3級炭素原子が形成されている基;
(ii)1価の脂肪族環式基と、これに結合する第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレンとを有する基などが挙げられる。
前記(i)の基において、脂肪族環式基の環骨格上、当該酸解離性基に隣接する原子と結合する炭素原子に結合する置換基としては、たとえばアルキル基が挙げられる。該アルキル基としては、たとえば後述する式(1−1)〜(1−9)中のR14と同様のものが挙げられる。
前記(i)の基の具体例としては、たとえば下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基等が挙げられる。
前記(ii)の基の具体例としては、たとえば下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基等が挙げられる。
Examples of the acid dissociable group containing an aliphatic cyclic group include:
(I) On a ring skeleton of a monovalent aliphatic cyclic group, a substituent (on a carbon atom bonded to an atom adjacent to the acid dissociable group (for example, —O— in —C (═O) —O—)) An atom or group other than a hydrogen atom) to form a tertiary carbon atom;
(Ii) a group having a monovalent aliphatic cyclic group and a branched alkylene having a tertiary carbon atom bonded thereto.
In the group (i), examples of the substituent bonded to the carbon atom bonded to the atom adjacent to the acid dissociable group on the ring skeleton of the aliphatic cyclic group include an alkyl group. Examples of the alkyl group include those similar to R 14 in formulas (1-1) to (1-9) described later.
Specific examples of the group (i) include groups represented by the following general formulas (1-1) to (1-9).
Specific examples of the group (ii) include groups represented by the following general formulas (2-1) to (2-6).
式(1−1)〜(1−9)中、R14のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐鎖状が好ましい。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが最も好ましい。
gは0〜3の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
式(2−1)〜(2−6)中、R15〜R16のアルキル基としては、前記R14のアルキル基と同様のものが挙げられる。
上記式(1−1)〜(1−9)、(2−1)〜(2−6)中、環を構成する炭素原子の一部がエーテル性酸素原子(−O−)で置換されていてもよい。
また、式(1−1)〜(1−9)、(2−1)〜(2−6)中、環を構成する炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、フッ素化アルキル基が挙げられる。
In formulas (1-1) to (1-9), the alkyl group of R 14 may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4, and still more preferably 1 or 2. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, and an n-pentyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group, or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like, and isopropyl group is most preferable.
g is preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 1 to 3, and still more preferably 1 or 2.
In formulas (2-1) to (2-6), examples of the alkyl group for R 15 to R 16 include the same alkyl groups as those described above for R 14 .
In the formulas (1-1) to (1-9) and (2-1) to (2-6), a part of the carbon atoms constituting the ring is substituted with an etheric oxygen atom (—O—). May be.
In formulas (1-1) to (1-9) and (2-1) to (2-6), a hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting the ring may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, and a fluorinated alkyl group.
「アセタール型酸解離性基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のOH含有極性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、酸が作用して、アセタール型酸解離性基と、当該アセタール型酸解離性基が結合した酸素原子との間で結合が切断され、カルボキシ基、水酸基等のOH含有極性基が形成される。
アセタール型酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
The “acetal-type acid dissociable group” is generally bonded to an oxygen atom by substituting a hydrogen atom at the terminal of an OH-containing polar group such as a carboxy group or a hydroxyl group. Then, the acid acts to cut the bond between the acetal acid dissociable group and the oxygen atom to which the acetal acid dissociable group is bonded, and OH-containing polar groups such as a carboxy group and a hydroxyl group are formed. The
Examples of the acetal type acid dissociable group include a group represented by the following general formula (p1).
式(p1)中、nは、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
R1’,R2’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、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R1’,R2’のうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、酸解離性基(p1)が、下記一般式(p1−1)で表される基であることが好ましい。
In formula (p1), n is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.
Examples of the alkyl group for R 1 ′ and R 2 ′ include linear groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, and neopentyl group. Or a branched alkyl group, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.
In the present invention, it is preferable that at least one of R 1 ′ and R 2 ′ is a hydrogen atom. That is, the acid dissociable group (p1) is preferably a group represented by the following general formula (p1-1).
Y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、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
Yの脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、たとえば上記「脂肪族環式基を含有する酸解離性基」で挙げた脂肪族環式基と同様のものが例示できる。
As the alkyl group of Y, linear or branched chain such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, etc. An alkyl group is mentioned.
The aliphatic cyclic group for Y can be appropriately selected and used from monocyclic or polycyclic aliphatic cyclic groups that have been proposed in a number of conventional ArF resists. Examples thereof are the same as the aliphatic cyclic groups mentioned in “Acid-dissociable groups containing formula groups”.
アセタール型酸解離性基としては、下記一般式(p2)で示される基も挙げられる。 Examples of the acetal type acid dissociable group also include a group represented by the following general formula (p2).
R17、R18において、アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、メチル基、エチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
特にR17、R18の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
R19が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ましく、エチル基が最も好ましい。
R19が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカン;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式(p2)においては、R17及びR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であって、R19とR17とが結合していてもよい。
この場合、R17と、R19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
In R 17 and R 18 , the alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, and may be linear or branched, preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.
In particular, it is preferable that one of R 17 and R 18 is a hydrogen atom and the other is a methyl group.
R 19 is a linear, branched or cyclic alkyl group, preferably having 1 to 15 carbon atoms, and may be any of linear, branched or cyclic.
When R 19 is linear or branched, it preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group.
When R 19 is cyclic, it preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a monocycloalkane which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group; one or more polycycloalkanes such as bicycloalkane, tricycloalkane and tetracycloalkane And the like, in which a hydrogen atom is removed. Specific examples include monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane; groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
In the formula (p2), R 17 and R 19 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms), and R 19 and R 17 And may be combined.
In this case, a cyclic group is formed by R 17 , R 19 , the oxygen atom to which R 19 is bonded, and the carbon atom to which the oxygen atom and R 17 are bonded. The cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.
構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位のフェノール性水酸基における水素原子の少なくとも一部が酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。酸分解性基を含む置換基としては、上記で説明した第3級アルキルエステル型酸解離性基、アセタール型酸解離性基が好ましいものとして挙げられる。 The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and an acid whose polarity is increased by the action of an acid. A structural unit containing a decomposable group; a structural unit in which at least part of the hydrogen atoms in the phenolic hydroxyl group of the structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing an acid-decomposable group; vinylbenzoic acid Or the structural unit etc. in which at least one part of the hydrogen atom in -C (= O) -OH of the structural unit derived from a vinyl benzoic acid derivative was protected by the substituent containing an acid-decomposable group are mentioned. Preferred examples of the substituent containing an acid-decomposable group include the tertiary alkyl ester type acid dissociable group and the acetal type acid dissociable group described above.
ここで、本明細書および本特許請求の範囲において、「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH2=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
本明細書において、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸、アクリル酸エステルをそれぞれα置換アクリル酸、α置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸とα置換アクリル酸とを包括して「(α置換)アクリル酸」、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
α置換アクリル酸またはそのエステルのα位の炭素原子に結合する置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことを意味する。
前記α位の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
前記α位の置換基としての炭素数1〜5のアルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
前記α位の置換基としての炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として具体的には、上記の炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
前記α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基としては、炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基が好ましく、具体的には、上記の炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がヒドロキシ基で置換された基が挙げられる。
本発明において、(α置換)アクリル酸またはそのエステルのα位の炭素原子に結合しているのは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
「有機基」は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
Here, in the present specification and claims, the “acrylic ester” is a compound in which the hydrogen atom at the carboxy group terminal of acrylic acid (CH 2 ═CH—COOH) is substituted with an organic group.
In the present specification, acrylic acid and acrylic ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as α-substituted acrylic acid and α-substituted acrylic ester, respectively. In addition, acrylic acid and α-substituted acrylic acid may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic acid”, and acrylic acid ester and α-substituted acrylic acid ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic acid ester”. .
Examples of the substituent bonded to the α-position carbon atom of the α-substituted acrylic acid or ester thereof include a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydroxyalkyl group. It is done. Note that the α-position (α-position carbon atom) of a structural unit derived from an acrylate ester means a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the halogen atom as the α-position substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Specific examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as the α-position substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, Examples thereof include linear or branched alkyl groups such as isopentyl group and neopentyl group.
Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as the α-position substituent include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Is mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
The hydroxyalkyl group as the α-position substituent is preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a part or all of the hydrogen atoms of the above alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Examples thereof include a group substituted with a hydroxy group.
In the present invention, it is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms that is bonded to the α-position carbon atom of (α-substituted) acrylic acid or an ester thereof. It is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a hydrogen atom or a methyl group because of industrial availability. Most preferred.
An “organic group” is a group containing a carbon atom and has an atom other than a carbon atom (for example, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, etc.)). Also good.
「ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
“A structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative.
“Hydroxystyrene derivative” is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
The “structural unit derived from vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative” means a structural unit configured by cleavage of an ethylenic double bond of vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative.
The “vinyl benzoic acid derivative” is a concept including a compound in which the hydrogen atom at the α-position of vinyl benzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded unless otherwise specified.
なかでも、構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であることが好ましい。
構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位等が挙げられる。
Among these, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by general formula (a1-0-1) shown below, structural units represented by general formula (a1-0-2) shown below, and the like. .
一般式(a1−0−1)において、Rの炭素数1〜5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、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
Rの炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基としては、上記の炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
X1は、酸解離性基であれば特に限定されることはなく、たとえば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性基、アセタール型酸解離性基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性基が好ましい。
一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
X2は、式(a1−0−1)中のX1と同様である。
In the general formula (a1-0-1), as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl A linear or branched alkyl group such as a group, an isopentyl group and a neopentyl group.
Examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above alkyl group having 1 to 5 carbon atoms have been substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group.
X 1 is not particularly limited as long as it is an acid dissociable group, and examples thereof include the above-described tertiary alkyl ester type acid dissociable groups, acetal type acid dissociable groups, and the like. An ester type acid dissociable group is preferred.
In general formula (a1-0-2), R is the same as defined above.
X 2 is the same as X 1 in formula (a1-0-1).
Y2の2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。
炭化水素基が「置換基を有する」とは、該炭化水素基における水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の基または原子)で置換されていることを意味する。
該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
Examples of the divalent linking group of Y 2, but are not limited to, divalent hydrocarbon group which may have a substituent group, and a divalent linking group containing a hetero atom as preferred.
The hydrocarbon group having “substituent” means that part or all of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are substituted with a substituent (a group or atom other than a hydrogen atom).
The hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)
前記Y2における2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
(Divalent hydrocarbon group which may have a substituent)
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Y 2 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.
前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable. Specifically, a methylene group [—CH 2 —], an ethylene group [— (CH 2 ) 2 —], a trimethylene group [ — (CH 2 ) 3 —], tetramethylene group [— (CH 2 ) 4 —], pentamethylene group [— (CH 2 ) 5 —] and the like can be mentioned.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferred, and specifically, —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ). 2 -, - C (CH 3 ) (
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, an oxygen atom (= O), and the like.
前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
The alicyclic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an oxygen atom (= O).
前記Y2における2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香環は、4n+2(ここでのnは0と自然数を示す)個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基またはヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を2つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アリール基またはヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
前記芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基が有する芳香族炭化水素環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Y 2 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 15 is particularly preferable, and 6 to 10 is most preferable. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 (where n is 0 and a natural number) π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms, and the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group is a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (arylene group or heteroarylene group); A group in which two hydrogen atoms have been removed from an aromatic compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.) containing one aromatic ring; a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (aryl group or hetero A group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc. And a group obtained by further removing one hydrogen atom from the aryl group in the arylalkyl group. The alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
The aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to the aromatic hydrocarbon ring of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group. Most preferred is an ethoxy group.
Examples of the halogen atom as a substituent for the aromatic hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atoms.
(ヘテロ原子を含む2価の連結基)
前記Y2の「ヘテロ原子を含む2価の連結基」におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−、−NH−C(=O)−、=N−、一般式−Y21−O−Y22−、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
Y2が−NH−の場合、そのHはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前述したY2における「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」として挙げたものと同様のものが挙げられる。
Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基において、m’は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CH2)a’−C(=O)−O−(CH2)b’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、ヘテロ原子として酸素原子を有する直鎖状の基、例えばエーテル結合またはエステル結合を含む基、が好ましく、前記式−Y21−O−Y22−、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基がより好ましい。
(Divalent linking group containing a hetero atom)
The hetero atom in the “divalent linking group containing a hetero atom” of Y 2 is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.
As the divalent linking group containing a hetero atom, —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O—, —C (= O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group, an acyl group, etc.), —S—, —S (═O) 2 —, —S (═O) 2 -O -, - NH-C (= O) -, = N-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - Or a group represented by —Y 21 —O—C (═O) —Y 22 —, wherein Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent. O is an oxygen atom, and m ′ is an integer of 0 to 3. ] Etc. are mentioned.
When Y 2 is —NH—, H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - In, Y 21 And Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the divalent hydrocarbon group include the same groups as those described above as the “divalent hydrocarbon group which may have a substituent” for Y 2 .
Y 21 is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, still more preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methylene group or an ethylene group. preferable.
Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
In the group represented by the formula — [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 —, m ′ is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, Or 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. That is, the group represented by the formula — [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 — is represented by the formula —Y 21 —C (═O) —O—Y 22 —. The group is particularly preferred. Among these, a group represented by the formula — (CH 2 ) a ′ —C (═O) —O— (CH 2 ) b ′ — is preferable. In the formula, a ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, further preferably 1 or 2, and most preferably 1. b ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
Examples of the divalent linking group containing a hetero atom, a linear group containing an oxygen atom as a hetero atom, for example, a group containing an ether bond or an ester bond, are preferred, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, A group represented by — [Y 21 —C (═O) —O] m ′ —Y 22 — or —Y 21 —O—C (═O) —Y 22 — is more preferable.
上記のなかでも、Y2の2価の連結基としては、特に、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基、又はヘテロ原子を含む2価の連結基が好ましい。これらの中でも、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、又はヘテロ原子を含む2価の連結基が好ましい。 Among the above, as the divalent linking group for Y 2 , in particular, a linear or branched alkylene group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent linking group containing a hetero atom is included. preferable. Among these, a linear or branched alkylene group or a divalent linking group containing a hetero atom is preferable.
構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。 More specifically, examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formulas (a1-1) to (a1-4).
式中、X’は、前記第3級アルキルエステル型酸解離性基と同様のものが挙げられる。
R1’、R2’、n、Yとしては、それぞれ、上述の「アセタール型酸解離性基」の説明において挙げた一般式(p1)におけるR1’、R2’、n、Yと同様のものが挙げられる。
Y2は、上述の一般式(a1−0−2)におけるY2と同様のものが挙げられる。
In the formula, X ′ is the same as the tertiary alkyl ester-type acid dissociable group.
R 1 ', R 2', n, as the Y, respectively, R 1 in the general formula listed in the description of "acetal-type acid dissociable group" described above (p1) ', R 2' , n, similarly to the Y Can be mentioned.
Y 2 include the same as Y 2 in the general formula (a1-0-2).
以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。
以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a1-1) to (a1-4) are shown below.
In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
本発明においては、構成単位(a1)として、下記一般式(a1−0−11)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−12)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−13)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−14)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−15)で表される構成単位、および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種を有することが好ましい。
なかでも、下記一般式(a1−0−11)で表される構成単位、下記一般式(a1−0−12)で表される構成単位、および下記一般式(a1−0−13)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種を有することがより好ましい。
In the present invention, as the structural unit (a1), a structural unit represented by the following general formula (a1-0-11), a structural unit represented by the following general formula (a1-0-12), and the following general formula ( a1-0-13), a structural unit represented by the following general formula (a1-0-14), a structural unit represented by the following general formula (a1-0-15), and the following general unit It is preferable to have at least one selected from the group consisting of structural units represented by formula (a1-0-2).
Among these, the structural unit represented by the following general formula (a1-0-11), the structural unit represented by the following general formula (a1-0-12), and the following general formula (a1-0-13) It is more preferable to have at least one selected from the group consisting of structural units.
各式中、R、Y2、X2についての説明は前記と同じである。
式(a1−0−11)中、R21のアルキル基としては、前記式(1−1)〜(1−9)中のR14のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基、エチル基またはイソプロピル基が好ましい。
R22が、当該R22が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族単環式基としては、前記第3級アルキルエステル型酸解離性基において挙げた脂肪族環式基のうち、単環式基であるものと同様のものが挙げられる。具体的には、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。該モノシクロアルカンは、3〜11員環であることが好ましく、3〜8員環であることがより好ましく、4〜6員環がさらに好ましく、5または6員環が特に好ましい。
該モノシクロアルカンは、環を構成する炭素原子の一部がエーテル基(−O−)で置換されていてもよいし、されていなくてもよい。
また、該モノシクロアルカンは、置換基として、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基を有していてもよい。
かかる脂肪族単環式基を構成するR22としては、たとえば、炭素原子間にエーテル基(−O−)が介在してもよい直鎖状のアルキレン基が挙げられる。
In each formula, the description of R, Y 2 and X 2 is the same as described above.
In formula (a1-0-11), examples of the alkyl group for R 21 include the same alkyl groups as those described above for R 14 in formulas (1-1) to (1-9). Group or isopropyl group is preferred.
R 22 is, the aliphatic monocyclic group formed together with the carbon atom to which R 22 is bonded, the same aliphatic cyclic groups as those in the aforementioned tertiary alkyl ester-type acid dissociable groups, a monocyclic group The thing similar to what is is mentioned. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane. The monocycloalkane is preferably a 3- to 11-membered ring, more preferably a 3- to 8-membered ring, further preferably a 4- to 6-membered ring, and particularly preferably a 5- or 6-membered ring.
In the monocycloalkane, a part of carbon atoms constituting the ring may or may not be substituted with an ether group (—O—).
Moreover, this monocycloalkane may have a C1-C5 alkyl group, a fluorine atom, or a C1-C5 fluorinated alkyl group as a substituent.
Examples of R 22 constituting such an aliphatic monocyclic group include a linear alkylene group in which an ether group (—O—) may be interposed between carbon atoms.
式(a1−0−11)で表される構成単位の具体例としては、前記式(a1−1−16)〜(a1−1−23)、(a1−1−27)、(a1−1−31)で表される構成単位が挙げられる。これらの中でも、式(a1−1−16)〜(a1−1−17)、(a1−1−20)〜(a1−1−23)、(a1−1−27)、(a1−1−31)、(a1−1−32)、(a1−1−33)で表される構成単位を包括する下記(a1−1−02)で表される構成単位が好ましい。また、下記(a1−1−02’)で表される構成単位も好ましい。
各式中、hは、1〜4の整数であり、1または2が好ましい。
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-0-11) include the formulas (a1-1-16) to (a1-1-23), (a1-1-27), and (a1-1 -31). Among these, the formulas (a1-1-16) to (a1-1-17), (a1-1-20) to (a1-1-23), (a1-1-27), (a1-1-1- The structural unit represented by the following (a1-1-02) including the structural units represented by 31), (a1-1-32), and (a1-1-33) is preferable. Moreover, the structural unit represented by the following (a1-1-02 ′) is also preferable.
In each formula, h is an integer of 1 to 4, and 1 or 2 is preferable.
式(a1−0−12)中、R23の分岐鎖状のアルキル基としては、前記式(1−1)〜(1−9)中のR14のアルキル基で挙げた分岐鎖状のアルキル基と同様のものが挙げられ、イソプロピル基が最も好ましい。
R24が、当該R24が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族多環式基としては、前記第3級アルキルエステル型酸解離性基において挙げた脂肪族環式基のうち、多環式基であるものと同様のものが挙げられる。
式(a1−0−12)で表される構成単位の具体例としては、前記式(a1−1−26)、(a1−1−28)〜(a1−1−30)で表される構成単位が挙げられる。
式(a1−0−12)で表される構成単位としては、R24が、当該R24が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族多環式基が2−アダマンチル基であるものが好ましく、特に、前記式(a1−1−26)で表される構成単位が好ましい。
In formula (a1-0-12), as the branched alkyl group for R 23 , the branched alkyl group described for the alkyl group for R 14 in formulas (1-1) to (1-9) above. Examples thereof are the same as those described above, and an isopropyl group is most preferable.
R 24 is, the aliphatic polycyclic group formed together with the carbon atom to which R 24 is bonded, the same aliphatic cyclic groups as those in the aforementioned tertiary alkyl ester-type acid dissociable group, polycyclic group The thing similar to what is is mentioned.
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-0-12) include those represented by the formulas (a1-1-26) and (a1-1-28) to (a1-1-30). Units are listed.
As the structural unit represented by the formula (a1-0-12), those in which R 24 is an aliphatic polycyclic group formed together with the carbon atom to which R 24 is bonded are preferably a 2-adamantyl group, The structural unit represented by the formula (a1-1-26) is preferable.
式(a1−0−13)中、RおよびR24はそれぞれ前記と同様である。
R25の直鎖状のアルキル基としては、前記式(1−1)〜(1−9)中のR14のアルキル基で挙げた直鎖状のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が最も好ましい。
式(a1−0−13)で表される構成単位として具体的には、前記一般式(a1−1)の具体例として例示した、式(a1−1−1)〜(a1−1−2)、(a1−1−7)〜(a1−1−15)で表される構成単位が挙げられる。
式(a1−0−13)で表される構成単位としては、R24が、当該R24が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族多環式基が2−アダマンチル基であるものが好ましく、特に、前記式(a1−1−1)または(a1−1−2)で表される構成単位が好ましい。
In formula (a1-0-13), R and R 24 are the same as defined above.
Examples of the linear alkyl group for R 25 include the same linear alkyl groups as those described above for the alkyl group for R 14 in the formulas (1-1) to (1-9), and methyl Most preferred are groups or ethyl groups.
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-0-13) include formulas (a1-1-1) to (a1-1-2) exemplified as specific examples of the general formula (a1-1). ), Structural units represented by (a1-1-7) to (a1-1-15).
As the structural unit represented by the formula (a1-0-13), those in which R 24 is an aliphatic polycyclic group formed together with the carbon atom to which R 24 is bonded are preferably a 2-adamantyl group, The structural unit represented by the formula (a1-1-1) or (a1-1-2) is preferable.
式(a1−0−14)中、RおよびR22はそれぞれ前記と同様である。R15およびR16は、それぞれ前記一般式(2−1)〜(2−6)におけるR15およびR16と同様である。
式(a1−0−14)で表される構成単位として具体的には、前記一般式(a1−1)の具体例として例示した、式(a1−1−35)、(a1−1−36)で表される構成単位が挙げられる。
In formula (a1-0-14), R and R 22 are the same as defined above. R 15 and R 16 are the same as R 15 and R 16 in each of the general formulas (2-1) to (2-6).
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-0-14) include the formulas (a1-1-35) and (a1-1-36) exemplified as specific examples of the general formula (a1-1). ).
式(a1−0−15)中、RおよびR24はそれぞれ前記と同様である。R15およびR16は、それぞれ前記一般式(2−1)〜(2−6)におけるR15およびR16と同様である。
式(a1−0−15)で表される構成単位として具体的には、前記一般式(a1−1)の具体例として例示した、式(a1−1−4)〜(a1−1−6)、(a1−1−34)で表される構成単位が挙げられる。
In formula (a1-0-15), R and R 24 are the same as defined above. R 15 and R 16 are the same as R 15 and R 16 in each of the general formulas (2-1) to (2-6).
Specific examples of the structural unit represented by formula (a1-0-15) include formulas (a1-1-4) to (a1-1-6) exemplified as specific examples of general formula (a1-1). ) And (a1-1-34).
式(a1−0−2)で表される構成単位としては、前記式(a1−3)または(a1−4)で表される構成単位が挙げられ、特に式(a1−3)で表される構成単位が好ましい。
式(a1−0−2)で表される構成単位としては、特に、式中のY2が前記−Y21−O−Y22−または−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基であるものが好ましい。
かかる構成単位として、好ましいものとしては、下記一般式(a1−3−01)で表される構成単位;下記一般式(a1−3−02)で表される構成単位;下記一般式(a1−3−03)で表される構成単位などが挙げられる。
Examples of the structural unit represented by the formula (a1-0-2) include the structural unit represented by the formula (a1-3) or (a1-4), and particularly represented by the formula (a1-3). Are preferred.
As the structural unit represented by the formula (a1-0-2), in particular, Y 2 in the formula is the aforementioned —Y 21 —O—Y 22 — or —Y 21 —C (═O) —O—Y 22. Those represented by-are preferred.
Preferred examples of the structural unit include a structural unit represented by the following general formula (a1-3-01); a structural unit represented by the following general formula (a1-3-02); 3-03) and the like.
式(a1−3−01)〜(a1−3−02)中、R13は、水素原子が好ましい。
R14は、前記式(1−1)〜(1−9)中のR14と同様である。
eは、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2が最も好ましい。
n’は、1または2が好ましく、2が最も好ましい。
式(a1−3−01)で表される構成単位の具体例としては、前記式(a1−3−25)〜(a1−3−26)で表される構成単位等が挙げられる。
式(a1−3−02)で表される構成単位の具体例としては、前記式(a1−3−27)〜(a1−3−28)で表される構成単位等が挙げられる。
In formulas (a1-3-01) to (a1-3-02), R 13 is preferably a hydrogen atom.
R 14 is the same as R 14 in the formula (1-1) to (1-9).
e is preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, and most preferably 1 or 2.
n ′ is preferably 1 or 2, and most preferably 2.
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-3-01) include structural units represented by the formulas (a1-3-25) to (a1-3-26).
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-3-02) include structural units represented by the formulas (a1-3-27) to (a1-3-28).
式(a1−3−03)中、Y2’、Y2” における2価の連結基としては、前記一般式(a1−3)におけるY2と同様のものが挙げられる。
Y2’としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、直鎖状の脂肪族炭化水素基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基がさらに好ましい。中でも、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基が最も好ましい。
Y2”としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、直鎖状の脂肪族炭化水素基がより好ましく、直鎖状のアルキレン基がさらに好ましい。中でも、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基が最も好ましい。
X’における酸解離性基は、前記と同様のものが挙げられ、第3級アルキルエステル型酸解離性基であることが好ましく、上述した(i)1価の脂肪族環式基の環骨格上、当該酸解離性基に隣接する原子と結合する炭素原子に置換基が結合して第3級炭素原子が形成されている基がより好ましく、中でも、前記一般式(1−1)で表される基が好ましい。
wは0〜3の整数であり、wは、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が最も好ましい。
式(a1−3−03)で表される構成単位としては、下記一般式(a1−3−03−1)または(a1−3−03−2)で表される構成単位が好ましく、中でも、式(a1−3−03−1)で表される構成単位が好ましい。
In formula (a1-3-03), examples of the divalent linking group for Y 2 ′ and Y 2 ″ include the same groups as those described above for Y 2 in formula (a1-3).
Y 2 ′ is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, more preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, and even more preferably a linear alkylene group. Among these, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methylene group and an ethylene group are most preferable.
Y 2 ″ is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, more preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, and still more preferably a linear alkylene group. A linear alkylene group of 1 to 5 is preferable, and a methylene group and an ethylene group are most preferable.
Examples of the acid dissociable group in X ′ include the same groups as described above, and are preferably tertiary alkyl ester-type acid dissociable groups. In addition, a group in which a substituent is bonded to a carbon atom bonded to an atom adjacent to the acid dissociable group to form a tertiary carbon atom is more preferable. Preferred are the groups
w is an integer of 0 to 3, and w is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 1.
As the structural unit represented by the formula (a1-3-03), a structural unit represented by the following general formula (a1-3-03-1) or (a1-3-03-2) is preferable. The structural unit represented by the formula (a1-3-03-1) is preferable.
式(a1−3−03−1)〜(a1−3−03−2)中、a’は前記と同じであり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2が特に好ましい。
b’は前記と同じであり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。
tは1〜3の整数が好ましく、1または2が特に好ましい。
式(a1−3−03−1)または(a1−3−03−2)で表される構成単位の具体例としては、前記式(a1−3−29)〜(a1−3−32)で表される構成単位が挙げられる。
In formulas (a1-3-03-1) to (a1-3-03-2), a ′ is the same as described above, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, or 1 or 2 is particularly preferred.
b ′ is the same as described above, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, and particularly preferably 1 or 2.
t is preferably an integer of 1 to 3, and 1 or 2 is particularly preferable.
Specific examples of the structural unit represented by formula (a1-3-03-1) or (a1-3-03-2) include those represented by formulas (a1-3-29) to (a1-3-32). The structural unit represented is mentioned.
(A1)成分が含有する構成単位(a1)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位に対して15〜70モル%が好ましく、15〜60モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。
構成単位(a1)の割合を下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、感度、解像性、LWR等のリソグラフィー特性も向上する。一方、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
As the structural unit (a1) contained in the component (A1), 1 type of structural unit may be used, or 2 or more types may be used.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a1) is preferably from 15 to 70 mol%, more preferably from 15 to 60 mol%, more preferably from 20 to 55 mol%, based on all the structural units constituting the component (A1). Is more preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a1) to the lower limit value or more, a pattern can be easily obtained when a resist composition is formed, and the lithography properties such as sensitivity, resolution, and LWR are also improved. On the other hand, by setting it to the upper limit value or less, it becomes easy to balance with other structural units.
[構成単位(a2)]
構成単位(a2)は、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位である。
構成単位(a2)の−SO2−含有環式基又はラクトン環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。また、アルカリ現像液との親和性が向上する点で、アルカリ現像プロセスにおいて有効である。
なお、前記構成単位(a1)がその構造中に−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含むものである場合、その構成単位は構成単位(a2)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a2)には該当しないものとする。
[Structural unit (a2)]
The structural unit (a2) is a structural unit containing a —SO 2 — containing cyclic group or a lactone containing cyclic group.
The —SO 2 — containing cyclic group or lactone cyclic group of the structural unit (a2) is effective in improving the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used for forming the resist film. Is. Moreover, it is effective in the alkali development process in that the affinity with the alkali developer is improved.
In addition, when the structural unit (a1) includes a —SO 2 — containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group in the structure, the structural unit also corresponds to the structural unit (a2). The structural unit corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a2).
ここで、「−SO2−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO2−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO2−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO2−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO2−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
−SO2−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO2−を含む環式基、すなわち−O−SO2−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するサルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
−SO2−含有環式基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、4〜20であることがより好ましく、4〜15であることがさらに好ましく、4〜12であることが特に好ましい。ただし、該炭素数は環骨格を構成する炭素原子の数であり、置換基における炭素数を含まないものとする。
−SO2−含有環式基は、−SO2−含有脂肪族環式基であってもよく、−SO2−含有芳香族環式基であってもよい。好ましくは−SO2−含有脂肪族環式基である。
−SO2−含有脂肪族環式基としては、その環骨格を構成する炭素原子の一部が−SO2−または−O−SO2−で置換された脂肪族炭化水素環から水素原子を少なくとも1つ除いた基が挙げられる。より具体的には、その環骨格を構成する−CH2−が−SO2−で置換された脂肪族炭化水素環から水素原子を少なくとも1つ除いた基、その環を構成する−CH2−CH2−が−O−SO2−で置換された脂肪族炭化水素環から水素原子を少なくとも1つ除いた基等が挙げられる。
該脂環式炭化水素環は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
該脂環式炭化水素環は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜6のモノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。多環式の脂環式炭化水素環としては、炭素数7〜12のポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとして具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Here, the “—SO 2 -containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring containing —SO 2 — in the ring skeleton, specifically, a sulfur atom in —SO 2 — ( S) is a cyclic group that forms part of the ring skeleton of the cyclic group. The ring containing —SO 2 — in the ring skeleton is counted as the first ring, and when it is only the ring, it is a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of the structure. Called. The —SO 2 — containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
-SO 2 - containing cyclic group, in particular, -O-SO 2 - within the ring skeleton cyclic group containing, i.e. -O-SO 2 - -O-S- medium is a part of the ring skeleton It is preferably a cyclic group containing a sultone ring to be formed.
The —SO 2 — containing cyclic group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to 20 carbon atoms, still more preferably 4 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 4 to 12 carbon atoms. preferable. However, the carbon number is the number of carbon atoms constituting the ring skeleton, and does not include the carbon number in the substituent.
The —SO 2 — containing cyclic group may be an —SO 2 — containing aliphatic cyclic group or an —SO 2 — containing aromatic cyclic group. Preferably -SO 2 - containing aliphatic cyclic group.
The —SO 2 -containing aliphatic cyclic group includes at least a hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring in which a part of carbon atoms constituting the ring skeleton is substituted with —SO 2 — or —O—SO 2 —. One group is excluded. More specifically, a group obtained by removing at least one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring in which —CH 2 — constituting the ring skeleton is substituted with —SO 2 —, —CH 2 — constituting the ring And a group obtained by removing at least one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring in which CH 2 — is substituted with —O—SO 2 —.
The alicyclic hydrocarbon ring preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon ring may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group in which two hydrogen atoms are removed from a monocycloalkane having 3 to 6 carbon atoms. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon ring, a group in which two hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane having 7 to 12 carbon atoms is preferable. Specific examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane. , Tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
−SO2−含有環式基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、たとえばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基、シアノ基等が挙げられる。
該置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
該置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基に酸素原子(−O−)に結合した基が挙げられる。
該置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
該置換基のハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
該置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としてはフッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
前記−COOR”、−OC(=O)R”におけるR”は、いずれも、水素原子または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基である。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンや、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
該置換基としてのヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
−SO2−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(3−1)〜(3−4)で表される基が挙げられる。
The —SO 2 — containing cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), —COOR ″, —OC (═O) R ″, a hydroxyalkyl group, a cyano group, and the like. Is mentioned.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and a hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, the group couple | bonded with the oxygen atom (-O-) to the alkyl group quoted as the alkyl group as the said substituent is mentioned.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group for the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group have been substituted with the halogen atoms.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group mentioned as the alkyl group as the substituent are substituted with the halogen atom. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
R ″ in —COOR ″ and —OC (═O) R ″ is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R ″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom Alternatively, one or more hydrogen atoms are removed from a polycycloalkane such as a monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group. More specifically, one or more hydrogen atoms are removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Group.
The hydroxyalkyl group as the substituent is preferably one having 1 to 6 carbon atoms. Specifically, at least one of the hydrogen atoms of the alkyl group mentioned as the alkyl group as the substituent is substituted with a hydroxyl group. Group.
More specifically, examples of the —SO 2 -containing cyclic group include groups represented by the following general formulas (3-1) to (3-4).
前記一般式(3−1)〜(3−4)中、A’は、酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。
A’における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。
該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−CH2−、−CH2−S−CH2−等が挙げられる。
A’としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。
zは0〜2のいずれであってもよく、0が最も好ましい。
zが2である場合、複数のR6はそれぞれ同じであってもよく異なっていてもよい。
R6におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ、前記で−SO2−含有環式基が有していてもよい置換基として挙げたアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
以下に、前記一般式(3−1)〜(3−4)で表される具体的な環式基を例示する。なお、式中の「Ac」はアセチル基を示す。
In the general formulas (3-1) to (3-4), A ′ represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—), An oxygen atom or a sulfur atom.
The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A ′ is preferably a linear or branched alkylene group, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, and an isopropylene group.
When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include a group in which —O— or —S— is interposed between the terminal or carbon atoms of the alkylene group, such as —O—CH 2. -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like.
A ′ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group.
z may be any of 0 to 2, and is most preferably 0.
When z is 2, the plurality of R 6 may be the same or different.
As the alkyl group, alkoxy group, halogenated alkyl group, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl group in R 6 , the —SO 2 — containing cyclic group has the above-mentioned, respectively. And the same alkyl groups, alkoxy groups, halogenated alkyl groups, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl groups as those which may be substituted.
Below, the specific cyclic group represented by the said general formula (3-1)-(3-4) is illustrated. In the formula, “Ac” represents an acetyl group.
−SO2−含有環式基としては、上記の中でも、前記一般式(3−1)で表される基が好ましく、前記化学式(3−1−1)、(3−1−18)、(3−3−1)および(3−4−1)のいずれかで表される基からなる群から選択される少なくとも一種を用いることがより好ましく、前記化学式(3−1−1)で表される基が最も好ましい。 Among the above, the —SO 2 -containing cyclic group is preferably a group represented by the general formula (3-1), and the chemical formulas (3-1-1), (3-1-18), ( It is more preferable to use at least one selected from the group consisting of groups represented by any of 3-3-1) and (3-4-1), and represented by the chemical formula (3-1-1). Are most preferred.
「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
構成単位(a2)におけるラクトン環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、ラクトン含有単環式基としては、4〜6員環ラクトンから水素原子を1つ除いた基、たとえばβ−プロピオノラクトンから水素原子を1つ除いた基、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基、δ−バレロラクトンから水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C (═O) — in the ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring. When only the lactone ring is present, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone cyclic group in the structural unit (a2) is not particularly limited, and any one can be used. Specifically, the lactone-containing monocyclic group is a group obtained by removing one hydrogen atom from a 4- to 6-membered ring lactone, such as a group obtained by removing one hydrogen atom from β-propionolactone, or γ-butyrolactone. Examples thereof include a group in which one hydrogen atom has been removed and a group in which one hydrogen atom has been removed from δ-valerolactone. Examples of the lactone-containing polycyclic group include groups in which one hydrogen atom has been removed from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring.
構成単位(a2)としては、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を有するものであれば他の部分の構造は特に限定されないが、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって−SO2−含有環式基を含む構成単位(a2S)、及びα位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であってラクトン含有環式基を含む構成単位(a2L)からなる群より選択される少なくとも1種の構成単位が好ましい。 The structural unit (a2) is not particularly limited as long as it has a —SO 2 — containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group, but the hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom is A structural unit derived from an acrylate ester optionally substituted with a substituent, including a structural unit (a2 S ) containing a —SO 2 -containing cyclic group, and a hydrogen atom bonded to the α-position carbon atom; At least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit (a2 L ) that is a structural unit derived from an acrylate ester that may be substituted with a substituent and that contains a lactone-containing cyclic group is preferred.
・構成単位(a2S):
構成単位(a2S)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−0)で表される構成単位が挙げられる。
-Structural unit (a2 S ):
More specifically, examples of the structural unit (a2 S ) include structural units represented by general formula (a2-0) shown below.
式(a2−0)中、Rは前記と同様である。Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
前記式(a2−0)中、R39は、−O−、又は、−NH−である。
前記式(a2−0)中、R30は、前記で挙げた−SO2−含有環式基と同様である。
In formula (a2-0), R is the same as defined above. R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
In the formula (a2-0), R 39 represents —O— or —NH—.
In the formula (a2-0), R 30 is the same as the —SO 2 -containing cyclic group mentioned above.
前記式(a2−0)中、R29’は、単結合又は2価の連結基のいずれであってもよい。本発明の効果、リソグラフィー特性等に優れることから、2価の連結基であることが好ましい。
R29’における2価の連結基としては、上述した前記式(a1−0−2)中のY2における2価の連結基として挙げたものと同様のものが挙げられる。R29’の2価の連結基としては、アルキレン基、2価の脂環式炭化水素基またはヘテロ原子を含む2価の連結基が好ましい。これらの中でも、アルキレン基、エステル結合(−C(=O)−O−)を含むものがより好ましい。
該アルキレン基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましい。具体的には、前記Y2における脂肪族炭化水素基として挙げた直鎖状のアルキレン基、分岐鎖状のアルキレン基と同様のものが挙げられる。
エステル結合を含む2価の連結基としては、特に、一般式:−R20−C(=O)−O−[式中、R20は2価の連結基である。]で表される基が好ましい。すなわち、構成単位(a2S)は、下記一般式(a2−0−1)で表される構成単位が好ましい。
In the formula (a2-0), R 29 ′ may be a single bond or a divalent linking group. A divalent linking group is preferred because of excellent effects of the present invention, lithography properties, and the like.
Examples of the divalent linking group for R 29 ′ include the same groups as those described above for the divalent linking group for Y 2 in the formula (a1-0-2). The divalent linking group for R 29 ′ is preferably an alkylene group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent linking group containing a hetero atom. Among these, those containing an alkylene group and an ester bond (—C (═O) —O—) are more preferable.
The alkylene group is preferably a linear or branched alkylene group. Specifically, the same as the linear alkylene group and the branched alkylene group mentioned as the aliphatic hydrocarbon group for Y 2 can be used.
As the divalent linking group containing an ester bond, in particular, the general formula: —R 20 —C (═O) —O— [wherein R 20 is a divalent linking group. ] Is preferable. That is, the structural unit (a2 S ) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-0-1).
R20としては、特に限定されず、たとえば、前記式(a2−0)中のR29’における2価の連結基と同様のものが挙げられる。
R20の2価の連結基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、またはヘテロ原子を含む2価の連結基が好ましく、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基、またはヘテロ原子として酸素原子を含む2価の連結基がより好ましい。
該直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、それぞれ、前記のR29’で好ましいものとして挙げた直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
上記の中でも、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、またはヘテロ原子として酸素原子を含む2価の連結基が好ましい。
直鎖状のアルキレン基としては、メチレン基またはエチレン基が好ましく、メチレン基が特に好ましい。
分岐鎖状のアルキレン基としては、アルキルメチレン基またはアルキルエチレン基が好ましく、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−または−C(CH3)2CH2−が特に好ましい。
ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、エーテル結合又はエステル結合を含む2価の連結基が好ましく、前述した−Y21−O−Y22−、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−又は−Y21−O−C(=O)−Y22−がより好ましい。Y21、Y22、m’は、それぞれ前記と同じである。なかでも、式−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基が好ましく、式−(CH2)c−O−C(=O)−(CH2)d−で表される基が特に好ましい。cは1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。dは1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。
R 20 is not particularly limited, and examples thereof include the same divalent linking groups as R 29 ′ in formula (a2-0).
As the divalent linking group for R 20, a linear or branched alkylene group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a divalent linking group containing a hetero atom is preferable. Alternatively, a branched alkylene group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent linking group containing an oxygen atom as a hetero atom is more preferable.
Examples of the linear or branched alkylene group, divalent alicyclic hydrocarbon group, and divalent linking group containing a hetero atom include the linear groups mentioned above as preferred for R 29 ′. Or the same thing as the branched alkylene group, the bivalent alicyclic hydrocarbon group, and the bivalent coupling group containing a hetero atom is mentioned.
Among these, a linear or branched alkylene group or a divalent linking group containing an oxygen atom as a hetero atom is preferable.
As the linear alkylene group, a methylene group or an ethylene group is preferable, and a methylene group is particularly preferable.
As the branched alkylene group, an alkylmethylene group or an alkylethylene group is preferable, and —CH (CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 — or —C (CH 3 ) 2 CH 2 — is particularly preferable.
The divalent linking group containing a hetero atom is preferably a divalent linking group containing an ether bond or an ester bond, and the aforementioned —Y 21 —O—Y 22 —, — [Y 21 —C (═O) — O] m ′ —Y 22 — or —Y 21 —O—C (═O) —Y 22 — is more preferable. Y 21 , Y 22 and m ′ are the same as described above. Among them, a group represented by the formula —Y 21 —O—C (═O) —Y 22 — is preferable, and a group represented by the formula — (CH 2 ) c —O—C (═O) — (CH 2 ) d — The groups represented are particularly preferred. c is an integer of 1 to 5, an integer of 1 to 3 is preferable, and 1 or 2 is more preferable. d is an integer of 1 to 5, an integer of 1 to 3 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.
構成単位(a2S)としては、特に、下記一般式(a2−0−11)または(a2−0−12)で表される構成単位が好ましく、式(a2−0−12)で表される構成単位がより好ましい。 As the structural unit (a2 S ), a structural unit represented by general formula (a2-0-11) or (a2-0-12) shown below is particularly desirable, and represented by formula (a2-0-12). A structural unit is more preferable.
式(a2−0−11)、(a2−0−12)中、A’はメチレン基、エチレン基、酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)であることが好ましい。
式(a2−0−12)中、R20としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、または酸素原子を含む2価の連結基が好ましい。R30における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、酸素原子を含む2価の連結基としては、それぞれ、前記で挙げた直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基、酸素原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
式(a2−0−12)で表される構成単位としては、特に、下記一般式(a2−0−12a)又は(a2−0−12b)で表される構成単位が好ましい。
In formulas (a2-0-11) and (a2-0-12), A ′ is preferably a methylene group, an ethylene group, an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).
In formula (a2-0-12), R 20 is preferably a linear or branched alkylene group or a divalent linking group containing an oxygen atom. As the linear or branched alkylene group and the divalent linking group containing an oxygen atom in R 30, the linear or branched alkylene group mentioned above and a divalent linking group containing an oxygen atom are mentioned. Examples are the same as the linking group.
As the structural unit represented by the formula (a2-0-12), a structural unit represented by the following general formula (a2-0-12a) or (a2-0-12b) is particularly preferable.
・構成単位(a2L):
構成単位(a2L)の例としては、たとえば前記一般式(a2−0)中のR28をラクトン含有環式基で置換したものが挙げられ、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。
-Structural unit (a2 L ):
Examples of the structural unit (a2 L ) include those obtained by substituting R 28 in the general formula (a2-0) with a lactone-containing cyclic group, and more specifically, the following general formula (a2- The structural unit represented by 1)-(a2-5) is mentioned.
一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは、前記同様である。Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
R’におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ、前記で−SO2−含有環式基が有していてもよい置換基として挙げたアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基と同様のものが挙げられる。
R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
R”におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
R”が直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
A”としては、前記一般式(3−1)中のA’と同様のものが挙げられる。A”は、炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子(−O−)または硫黄原子(−S−)であることが好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−がより好ましい。炭素数1〜5のアルキレン基としては、メチレン基またはジメチルメチレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。
R29は、前記一般式(a2−0)中のR29’と同様である。
式(a2−1)中、s”は1〜2であることが好ましい。
R in the general formulas (a2-1) to (a2-5) is the same as described above. R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
As the alkyl group, alkoxy group, halogenated alkyl group, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl group in R ′, the —SO 2 — containing cyclic group has the above-mentioned, respectively. And the same alkyl groups, alkoxy groups, halogenated alkyl groups, —COOR ″, —OC (═O) R ″, and hydroxyalkyl groups as those which may be substituted.
R ′ is preferably a hydrogen atom in view of industrial availability.
The alkyl group in R ″ may be linear, branched or cyclic.
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 5 carbon atoms.
When R ″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom Or a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group Specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Etc.
Examples of A ″ include the same as A ′ in the general formula (3-1). A ″ represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (— S-) is preferable, and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or -O- is more preferable. The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is more preferably a methylene group or dimethylmethylene group, and most preferably a methylene group.
R 29 is the same as R 29 ′ in formula (a2-0).
In formula (a2-1), s ″ is preferably 1 to 2.
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位の具体例を例示する。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) are shown below. In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
構成単位(a2L)としては、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。
なかでも、前記式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−2−1)、(a2−2−7)、(a2−2−12)、(a2−2−13)、(a2−2−15)、(a2−3−1)、(a2−3−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
As the structural unit (a2 L ), at least one selected from the group consisting of structural units represented by the general formulas (a2-1) to (a2-5) is preferable, and the general formula (a2-1) to At least one selected from the group consisting of structural units represented by (a2-3) is more preferred.
Among them, the formulas (a2-1-1), (a2-1-2), (a2-2-1), (a2-2-7), (a2-2-12), (a2-2-2-) 13), (a2-2-15), (a2-3-1), and at least one selected from the group consisting of structural units represented by (a2-3-5) is preferable.
また、構成単位(a2L)としては、下記式(a2−6)〜(a2−7)で表される構成単位も好ましい。 Moreover, as the structural unit (a2 L ), structural units represented by the following formulas (a2-6) to (a2-7) are also preferable.
(A1)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。たとえば構成単位(a2)として、構成単位(a2S)のみを用いてもよく、構成単位(a2L)のみを用いてもよく、それらを併用してもよい。また、構成単位(a2S)または構成単位(a2L)として、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A1)成分中、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、10〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。
構成単位(a2)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなり、リソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types. For example, as the structural unit (a2), only the structural unit (a2 S ) may be used, or only the structural unit (a2 L ) may be used, or they may be used in combination. As the structural unit (a2 S ) or the structural unit (a2 L ), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a2) is preferably 1 to 80 mol%, and preferably 10 to 70 mol%, based on the total of all structural units constituting the component (A1). Is more preferable, it is more preferable that it is 10-65 mol%, and 10-60 mol% is especially preferable.
By setting the proportion of the structural unit (a2) to the lower limit value or more, the effect of including the structural unit (a2) is sufficiently obtained, and by setting the proportion of the structural unit (a2) to the upper limit value or less, balance with other structural units is achieved. The lithographic properties and pattern shape are improved.
[構成単位(a3)]
構成単位(a3)は、下記一般式(a3−1)で表される構成単位である。
[Structural unit (a3)]
The structural unit (a3) is a structural unit represented by the following general formula (a3-1).
式(a3−1)中、Rは、前記構成単位(a1)におけるRと同様である。Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In formula (a3-1), R is the same as R in the structural unit (a1). As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of industrial availability.
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and it is particularly preferred that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
(A1)成分が含有する構成単位(a3)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下であり、5モル%以下であることが好ましく、0モル%であってもよい。
構成単位(a3)の割合を上限値以下とすることにより、ネガ型パターンをより高い解像性で、かつ、より良好な形状で形成できる。
As the structural unit (a3) contained in the component (A1), 1 type of structural unit may be used, or 2 or more types may be used.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) is 10 mol% or less, preferably 5 mol% or less, and preferably 0 mol based on the total of all the structural units constituting the component (A1). %.
By setting the proportion of the structural unit (a3) to the upper limit value or less, a negative pattern can be formed with higher resolution and a better shape.
[その他の構成単位]
(A1)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記の構成単位(a1)、構成単位(a2)及び構成単位(a3)以外のその他の構成単位を有してもよい。
かかるその他の構成単位は、上述の構成単位に分類されない構成単位であれば特に限定されるものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
かかるその他の構成単位としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって酸非解離性の脂肪族多環式基を含む構成単位(a4)、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位(a5)、スチレンから誘導される構成単位(a6)、構成単位(a1)〜(a6)に該当しない極性基を含む構成単位(a7)等が挙げられる。
[Other structural units]
The component (A1) may have other structural units other than the structural unit (a1), the structural unit (a2), and the structural unit (a3) as long as the effects of the present invention are not impaired.
Such other structural unit is not particularly limited as long as it is a structural unit that is not classified as the above-mentioned structural unit, and it is used for resist resins such as for ArF excimer laser and for KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser). Many things conventionally known can be used.
Such other structural unit is a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and is a non-acid dissociable aliphatic polycyclic A structural unit containing a group (a4), a structural unit derived from hydroxystyrene (a5), a structural unit derived from styrene (a6), and a structural unit containing a polar group not corresponding to the structural units (a1) to (a6) (A7) etc. are mentioned.
・構成単位(a4)について
構成単位(a4)は、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって酸非解離性の脂肪族多環式基を含む構成単位である。
構成単位(a4)において、該多環式基は、たとえば、前記の構成単位(a1)の場合に例示した多環式基と同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特に、トリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)で表される構造のものを例示することができる。
Structural Unit (a4) The structural unit (a4) is a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and is non-acid dissociable. The structural unit containing an aliphatic polycyclic group.
In the structural unit (a4), examples of the polycyclic group include the same polycyclic groups as exemplified in the case of the structural unit (a1). For ArF excimer laser, KrF excimer Many things conventionally known as what is used for the resin component of resist compositions, such as for lasers (preferably for ArF excimer lasers), can be used.
In particular, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-5).
かかる構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際には、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a4)を1〜30モル%含有させることが好ましく、10〜20モル%含有させることがより好ましい。 When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the structural unit (a4) is preferably contained in an amount of 1 to 30 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). 10 to 20 mol% is more preferable.
・構成単位(a5)について
構成単位(a5)としては、有機溶剤に対する溶解性が良好で、また、アルカリ現像液に対する溶解性がより高まるようになり、かつ、エッチング耐性に優れることから、下記一般式(a5−1)で表される構成単位が好適に例示できる。
Constituent unit (a5) As the constituent unit (a5), the solubility in an organic solvent is good, the solubility in an alkali developer is increased, and the etching resistance is excellent. A structural unit represented by formula (a5-1) can be suitably exemplified.
前記式(a5−1)中、R60における炭素数1〜5のアルキル基として、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。R60としては、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
pは1〜3の整数であり、好ましくは1である。
水酸基の結合位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。pが1である場合は、容易に入手可能で低価格であることからp−位が好ましい。pが2または3の場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。
qは0〜2の整数である。これらのうち、qは0または1であることが好ましく、特に工業上、0であることが好ましい。
R61のアルキル基としては、R60のアルキル基と同様のものが挙げられる。
R61の置換位置は、qが1である場合はo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。qが2である場合は、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のR61は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
In the formula (a5-1), as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 60 , specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl And linear or branched alkyl groups such as a group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. R 60 is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
p is an integer of 1 to 3, preferably 1.
The bonding position of the hydroxyl group may be any of the o-position, m-position and p-position of the phenyl group. When p is 1, the p-position is preferred because it is readily available and inexpensive. When p is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.
q is an integer of 0-2. Among these, q is preferably 0 or 1, and is preferably 0 industrially.
As the alkyl group for R 61, the same alkyl groups for R 60 can be mentioned.
When q is 1, the substitution position of R 61 may be any of the o-position, the m-position, and the p-position. When q is 2, arbitrary substitution positions can be combined. At this time, the plurality of R 61 may be the same or different.
かかる構成単位(a5)を(A1)成分に含有させる際には、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a5)を50〜90モル%含有させることが好ましく、55〜85モル%含有させることがより好ましく、60〜80モル%含有させることがさらに好ましい。 When the structural unit (a5) is contained in the component (A1), the structural unit (a5) is preferably contained in an amount of 50 to 90 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). It is more preferable to make it contain 55-85 mol%, and it is still more preferable to contain 60-80 mol%.
・構成単位(a6)について
構成単位(a6)としては、アルカリ現像液に対する溶解性を調整することができ、また、耐熱性やドライエッチング耐性が向上することから、下記一般式(a6−1)で表される構成単位が好適に例示できる。
Structural Unit (a6) As the structural unit (a6), solubility in an alkali developer can be adjusted, and heat resistance and dry etching resistance are improved. Therefore, the following general formula (a6-1) The structural unit represented by can be illustrated suitably.
前記一般式(a6−1)中、R60は、上記一般式(a5−1)におけるR60と同様である。
前記式(a6−1)中、R62のアルキル基は、上記一般式(a5−1)におけるR61のアルキル基と同様のものが挙げられる。
xは0〜3の整数であり、0または1であることが好ましく、工業上、0であることが特に好ましい。
xが1である場合、R62の置換位置は、フェニル基のo−位、m−位、p−位のいずれでもよい。xが2または3である場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。このとき、複数のR62は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
In the general formula (a6-1), R 60 is the same as R 60 in the general formula (a5-1).
In the formula (a6-1), the alkyl group of R 62 is the same as the alkyl group of R 61 in general formula (a5-1).
x is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and industrially particularly preferably 0.
When x is 1, the substitution position of R 62 is a phenyl group the o-, m- position may be any of p- position. When x is 2 or 3, any substitution position can be combined. At this time, the plurality of R 62 may be the same or different.
かかる構成単位(a6)を(A1)成分に含有させる際には、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a6)を10〜50モル%含有させることが好ましく、15〜45モル%含有させることがより好ましく、20〜40モル%含有させることがさらに好ましい。 When the structural unit (a6) is contained in the component (A1), the structural unit (a6) is preferably contained in an amount of 10 to 50 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). It is more preferable to make it contain 15-45 mol%, and it is still more preferable to contain 20-40 mol%.
・構成単位(a7)について
構成単位(a7)は、極性基を含む構成単位である(但し、構成単位(a1)〜(a6)に該当するものを除く)。
構成単位(a7)を有することにより、(A)成分の極性を高めることができ、後述の(C)成分や(G)成分等の極性の高い成分との相溶性を向上させることができる。また(S)成分への溶剤溶解性も向上する。
構成単位(a7)の有する極性基としては、アルコール性水酸基、シアノ基、カルボキシ基等が挙げられる。このアルコール性水酸基としては、ヒドロキシエチル基やヒドロキシプロピル基等のように、鎖状のアルキレン鎖を有するアルコール性水酸基であることが、酸の拡散長維持の点から好ましい。極性基がシアノ基の場合は、特にポストエクスポージャーベークの際のマージン(PEBマージン)が向上する。極性基がカルボキシ基の場合は、特に現像特性が向上する。
構成単位(a7)として、具体的には、(メタ)アクリル酸から誘導される構成単位の他、下記の一般式(a7−1)〜(a7−5)でそれぞれ表されるものを例示することができる。
Structural Unit (a7) The structural unit (a7) is a structural unit containing a polar group (except for those corresponding to the structural units (a1) to (a6)).
By having the structural unit (a7), the polarity of the component (A) can be increased, and the compatibility with components having high polarity such as the later-described (C) component and (G) component can be improved. Moreover, the solvent solubility to (S) component also improves.
Examples of the polar group of the structural unit (a7) include alcoholic hydroxyl groups, cyano groups, and carboxy groups. The alcoholic hydroxyl group is preferably an alcoholic hydroxyl group having a chained alkylene chain such as a hydroxyethyl group or a hydroxypropyl group from the viewpoint of maintaining the diffusion length of the acid. In the case where the polar group is a cyano group, the margin (PEB margin) particularly during post-exposure baking is improved. When the polar group is a carboxy group, the development characteristics are particularly improved.
Specific examples of the structural unit (a7) include those represented by the following general formulas (a7-1) to (a7-5) in addition to the structural unit derived from (meth) acrylic acid. be able to.
かかる構成単位(a7)を(A1)成分に含有させる際には、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a7)を1〜30モル%含有させることが好ましく、5〜20モル%含有させることがより好ましい。 When the structural unit (a7) is contained in the component (A1), the structural unit (a7) is preferably contained in an amount of 1 to 30 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). 5 to 20 mol% is more preferable.
本発明のレジスト組成物において、(A)成分は、構成単位(a1)と、構成単位(a2)と、10モル%以下の構成単位(a3)とを有する高分子化合物(A1)を含むものである。
(A1)成分として具体的には、構成単位(a1)及び構成単位(a2S)の繰返し構造からなる高分子化合物;構成単位(a1)及び構成単位(a2L)の繰返し構造からなる高分子化合物;構成単位(a1)、構成単位(a2L)及び構成単位(a3)の繰返し構造からなる高分子化合物;構成単位(a1)、構成単位(a2)及び構成単位(a7)の繰返し構造からなる高分子化合物等が例示できる。
(A1)成分として、より具体的には、前記式(a1−0−12)で表される構成単位と前記式(a2−1)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−13)で表される構成単位と前記式(a2−1)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−11)で表される構成単位と前記式(a2−1)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−13)で表される構成単位と前記式(a2−2)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−13)で表される構成単位と前記式(a2−3)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−12)で表される構成単位と前記式(a2−0−12)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物;前記式(a1−0−12)で表される構成単位と前記式(a2−1)で表される構成単位と前記式(a3−1)で表される構成単位との繰返し構造からなる高分子化合物等が例示できる。
In the resist composition of the present invention, the component (A) includes a polymer compound (A1) having a structural unit (a1), a structural unit (a2), and a structural unit (a3) of 10 mol% or less. .
Specifically, as the component (A1), a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (a2 S ); a polymer having a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (a2 L ) Compound: polymer compound composed of repeating structure of structural unit (a1), structural unit (a2 L ) and structural unit (a3); from repeating structure of structural unit (a1), structural unit (a2) and structural unit (a7) The high molecular compound etc. which become can be illustrated.
More specifically, as the component (A1), a polymer compound comprising a repeating structure of a structural unit represented by the formula (a1-0-12) and a structural unit represented by the formula (a2-1) A polymer compound having a repeating structure of the structural unit represented by the formula (a1-0-13) and the structural unit represented by the formula (a2-1); in the formula (a1-0-11); A polymer compound comprising a repeating structure of the structural unit represented by formula (a2-1) and the structural unit represented by formula (a1-0-13) and formula (a2- 2) a high molecular compound having a repeating structure with the structural unit represented by the formula: repeating the structural unit represented by the formula (a1-0-13) and the structural unit represented by the formula (a2-3); A high molecular compound having a structure; the structural unit represented by the formula (a1-0-12) and the formula a polymer compound having a repeating structure with a structural unit represented by a2-0-12); a structural unit represented by the formula (a1-0-12) and a structure represented by the formula (a2-1) Examples thereof include a polymer compound having a repeating structure of a unit and a structural unit represented by the formula (a3-1).
(A1)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.0〜2.5が最も好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
The mass average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, 2000 to 2000 20000 is most preferred. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
The dispersity (Mw / Mn) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.0 to 2.5. In addition, Mn shows a number average molecular weight.
(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH2−CH2−CH2−C(CF3)2−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF3)2−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
各構成単位を誘導するモノマーは、市販のものを用いてもよく、公知の方法を利用して合成してもよい。
The component (A1) can be obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN).
Further, for the component (A1), in the polymerization, a chain transfer agent such as HS—CH 2 —CH 2 —CH 2 —C (CF 3 ) 2 —OH is used in combination, so that the terminal A —C (CF 3 ) 2 —OH group may be introduced into the. As described above, a copolymer introduced with a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom reduces development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side walls). It is effective in reducing
A commercially available monomer may be used as the monomer for deriving each structural unit, or the monomer may be synthesized using a known method.
(A)成分中、(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。(A1)成分の割合が50質量%以上であると、解像性が高まり、ラフネス低減、残渣の低減等のリソグラフィー特性、レジストパターン形状がより良好になる。
In the component (A), as the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the component (A1) in the component (A) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and 100% by mass with respect to the total mass of the component (A). It may be. When the proportion of the component (A1) is 50% by mass or more, resolution is improved, and lithography properties such as roughness reduction and residue reduction, and a resist pattern shape are improved.
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、(A1)成分以外の、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(以下これを「(A2)成分」という。)を含有してもよい。
(A2)成分としては、前記構成単位(a1)を有するものが好ましく、該構成単位(a1)とともに他の構成単位(a2)、(a4)、(a5)又は(a6)のいずれかを有していてもよい。
また、(A2)成分としては、分子量が500以上2500未満であって、上述の(A1)成分の説明で例示したような酸解離性基と、親水性基とを有する低分子化合物などが挙げられる。具体的には、複数のフェノール骨格を有する化合物の水酸基の水素原子の一部または全部が上記酸解離性基で置換されたものが挙げられる。
該低分子化合物としては、たとえば、非化学増幅型のg線やi線レジストにおける増感剤や、耐熱性向上剤として知られている低分子量フェノール化合物の水酸基の水素原子の一部を上記酸解離性基で置換したものが好ましく、そのようなものから任意に用いることができる。
該低分子量フェノール化合物としては、たとえば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾールまたはキシレノールなどのフェノール類のホルマリン縮合物の2〜6核体などが挙げられる。勿論これらに限定されるものではない。特には、トリフェニルメタン骨格を2〜6個有するフェノール化合物が、解像性、ラインエッジラフネス(LWR)に優れることから好ましい。該酸解離性基も特に限定されず、上記したものが挙げられる。
The component (A) is a base material component (hereinafter referred to as “component (A2)”) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid other than the component (A1) as long as the effects of the present invention are not impaired. .) May be contained.
As the component (A2), those having the structural unit (a1) are preferable, and the structural unit (a1) and any of the other structural units (a2), (a4), (a5), or (a6) are included. You may do it.
Examples of the component (A2) include low molecular compounds having a molecular weight of 500 or more and less than 2500 and having an acid dissociable group and a hydrophilic group as exemplified in the description of the component (A1). It is done. Specific examples include those in which some or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the compound having a plurality of phenol skeletons are substituted with the acid dissociable group.
Examples of the low molecular weight compound include sensitizers in non-chemically amplified g-line and i-line resists, and some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of low molecular weight phenolic compounds known as heat resistance improvers. Those substituted with a dissociable group are preferred, and any of them can be used arbitrarily.
Examples of the low molecular weight phenol compound include bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl). ) Propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ′, 3 ′, 4′-trihydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-) 3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3, 4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxypheny Rumethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl- 4-hydroxy-6-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, Examples include 2 to 6 nuclei of formalin condensates of phenols such as phenol, m-cresol, p-cresol and xylenol. Of course, it is not limited to these. In particular, a phenol compound having 2 to 6 triphenylmethane skeletons is preferable because of excellent resolution and line edge roughness (LWR). The acid dissociable group is not particularly limited, and examples thereof include those described above.
本発明のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。 In the resist composition of the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
・光塩基発生剤成分;(C)成分
本発明のレジスト組成物において、(C)成分は、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分である。
(C)成分は、放射線の照射により分解して塩基を発生し得るものであればよく、カルバメート基(ウレタン結合)含有のもの、アシルオキシイミノ基含有のもの、イオン系のもの(アニオン−カチオン複合体)、カルバモイルオキシイミノ基含有のもの等が挙げられ、カルバメート基(ウレタン結合)含有のもの、アシルオキシイミノ基含有のもの、イオン系のもの(アニオン−カチオン複合体)が好ましい。
また、分子内に環構造を有しているものが好ましく、当該環構造としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、キサントン、チオキサントン、アントラキノン、フルオレン等の環骨格を有するものが挙げられる。
-Photobase generator component; (C) component In the resist composition of this invention, (C) component is a photobase generator component which generate | occur | produces a base by exposure.
The component (C) is not limited as long as it can be decomposed by irradiation with radiation to generate a base, and includes a carbamate group (urethane bond), an acyloxyimino group, and an ionic compound (anion-cation complex). ), Carbamoyloxyimino group-containing ones, and the like. Carbamate group (urethane bond) -containing ones, acyloxyimino group-containing ones, and ionic ones (anion-cation complex) are preferred.
Moreover, what has a ring structure in a molecule | numerator is preferable, and what has ring skeletons, such as benzene, naphthalene, anthracene, xanthone, thioxanthone, anthraquinone, fluorene, is mentioned as the said ring structure.
なかでも、(C)成分としては、光分解性の点から、下記一般式(C1)で表される化合物(以下「(C1)成分」という)が特に好ましい。かかる化合物に対して放射線を照射すると、少なくとも、該式(C1)中の窒素原子と、該窒素原子に隣接するカルボニル基の炭素原子との間の結合が切断されてアミンまたはアンモニアと、二酸化炭素とが生成する。分解の後、−N(R01)(R02)を有する生成物の沸点が高いことが好ましい。また、−N(R01)(R02)を有する生成物の分子量が大きいこと、又は嵩高い骨格を有することが、PEB時の拡散制御の点で好ましい。 Especially, as (C) component, the compound (henceforth "(C1) component") represented with the following general formula (C1) from a photodegradable point is especially preferable. When such a compound is irradiated with radiation, at least the bond between the nitrogen atom in the formula (C1) and the carbon atom of the carbonyl group adjacent to the nitrogen atom is cleaved, resulting in amine or ammonia and carbon dioxide. And generate. After decomposition, it is preferred that the product having —N (R 01 ) (R 02 ) has a high boiling point. Moreover, it is preferable from the point of the diffusion control at the time of PEB that the molecular weight of the product which has -N ( R01 ) ( R02 ) is large or has a bulky skeleton.
式(C1)中、R01、R02における炭化水素基が有していてもよいヘテロ原子は、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
該炭化水素基は、芳香族炭化水素基でも脂肪族炭化水素基でもよく、脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
In Formula (C1), the hetero atom that the hydrocarbon group in R 01 and R 02 may have is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, such as an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a halogen atom, and the like. Is mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
The hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and is preferably an aliphatic hydrocarbon group.
式(C1)中、R01、R02における芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。該芳香環は、4n+2(ここでのnは0と自然数を示す)個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。
R01、R02における芳香族炭化水素基は、該芳香族炭化水素基を構成する炭素原子又は水素原子が置換基で置換されていてもよい。ただし、前記の好適な「芳香環の炭素数」には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;該芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
R01、R02における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基や、ヘテロアリールアルキル基)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子を置換するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
In formula (C1), the aromatic hydrocarbon group in R 01 and R 02 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 (where n is 0 and a natural number) π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. It is preferable that carbon number of an aromatic ring is 5-30, 5-20 are more preferable, 6-15 are more preferable, and 6-12 are especially preferable.
In the aromatic hydrocarbon group for R 01 and R 02 , the carbon atom or hydrogen atom constituting the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. However, the preferable “carbon number of the aromatic ring” does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms, and the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R 01 and R 02 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); A group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic compound containing a ring (for example, biphenyl, fluorene, etc.); a group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is substituted with an alkylene group (for example, Benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group and other arylalkyl groups, and heteroarylalkyl groups). The number of carbon atoms of the alkylene group that replaces the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1. .
R01、R02における芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基が有する芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
また、該芳香族炭化水素基が、芳香環に結合した脂肪族炭化水素基を有する場合、該脂肪族炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む2価の連結基で置換されていてもよく、当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部が置換基で置換されていてもよい。該脂肪族炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、それぞれ、この後に示す、R01、R02における脂肪族炭化水素基の説明で挙げる脂肪族炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group in R 01 and R 02 may have a substituent. For example, a part of carbon atoms constituting the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hetero atom, and the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is substituted with the substituent. May be.
In addition, when the aromatic hydrocarbon group has an aliphatic hydrocarbon group bonded to an aromatic ring, a part of carbon atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group is substituted with a divalent linking group containing a hetero atom. Or a part or all of the hydrogen atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. The aliphatic hydrocarbon group and the divalent linking group containing a hetero atom each include an aliphatic hydrocarbon group and a hetero atom, which will be described later in the explanation of the aliphatic hydrocarbon group in R 01 and R 02 . The thing similar to a bivalent coupling group is mentioned.
前記芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族炭化水素基の例としては、前記アリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基、前記アリールアルキル基中の芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部が前記ヘテロ原子で置換されたヘテロアリールアルキル基等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基の芳香環に結合した水素原子を置換する置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、−COOR”、−OC(=O)R”、シアノ基、ニトロ基、−NR”2、−R9’−N(R10’)−C(=O)−O−R5’、含窒素複素環式基等が挙げられる。
該置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
該置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基に酸素原子(−O−)に結合した基が挙げられる。
該置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
該置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としてはフッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
該置換基としてのヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon group in which a part of carbon atoms constituting the aromatic ring is substituted with a hetero atom include a part of carbon atoms constituting the ring of the aryl group as an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. A heteroaryl group substituted with a heteroatom such as the above, a heteroarylalkyl group in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring in the arylalkyl group is substituted with the heteroatom, and the like.
Examples of the substituent that replaces the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyalkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (= O). , -COOR ", - OC (= O) R", a cyano group, a nitro group, -NR "2, -R 9 ' -N (R 10') -C (= O) -O-R 5 ', containing And nitrogen heterocyclic groups.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, and a hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, the group couple | bonded with the oxygen atom (-O-) to the alkyl group quoted as the alkyl group as the said substituent is mentioned.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group mentioned as the alkyl group as the substituent are substituted with the halogen atom. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
The hydroxyalkyl group as the substituent is preferably one having 1 to 6 carbon atoms. Specifically, at least one of the hydrogen atoms of the alkyl group mentioned as the alkyl group as the substituent is substituted with a hydroxyl group. Group.
前記−COOR”、−OC(=O)R”、−NR”2におけるR”は、いずれも、水素原子または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基である。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
−NR”2における2つのR”は、同じであっても異なっていてもよい。
−R9’−N(R10’)−C(=O)−O−R5’中、R9’はヘテロ原子を含んでいてもよい2価の炭化水素基であり、R10’は水素原子またはヘテロ原子を含んでいてもよい1価の炭化水素基であり、R5’は脂肪族環または芳香族環を有する1価の有機基である。
R9’における炭化水素基としては、たとえば、式(C1)中のR01における炭化水素基から水素原子を1個除いた基が挙げられる。
R10’、R5’はそれぞれ、式(C1)中のR02、R03と同様のものが挙げられる。
−R9’−N(R10’)−C(=O)−O−R5’中、R10’は、R9’に結合して環を形成していてもよい。
式(C1)中のR01およびR02のうち、たとえばR01が置換基として−R9’−N(R10’)−C(=O)−O−R5’を有する場合、該式中のR10’が、式(C1)中のR02に結合して環を形成していてもよい。
式(C1)中のR01およびR02のうち、R01が置換基として−R9’−N(R10’)−C(=O)−O−R5’を有する場合、式(C1)で表される化合物としては、次の一般式:R5’−O−C(=O)−N(R10’)−R4−N(R02)−C(=O)−O−R03[式中、R02〜R03、R10’、R5’はそれぞれ前記と同じであり、R4は2価の脂肪族炭化水素基である。]で表される化合物が好ましい。
R4の2価の脂肪族炭化水素基としては、たとえばこの後に示す、R01、R02における脂肪族炭化水素基から水素原子を1個除いた基が挙げられる。
R ″ in —COOR ″, —OC (═O) R ″, and —NR ″ 2 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.
When R ″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R ″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom Or a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane, which may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group More specifically, one or more hydrogen atoms are removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane, or a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, or tetracyclododecane. Group and the like.
Two R ″ in —NR ″ 2 may be the same or different.
—R 9 ′ —N (R 10 ′) —C (═O) —O—R 5 ′, R 9 ′ is a divalent hydrocarbon group that may contain a hetero atom, and R 10 ′ is It is a monovalent hydrocarbon group which may contain a hydrogen atom or a hetero atom, and R 5 ′ is a monovalent organic group having an aliphatic ring or an aromatic ring.
Examples of the hydrocarbon group for R 9 ′ include groups in which one hydrogen atom has been removed from the hydrocarbon group for R 01 in formula (C1).
Examples of R 10 ′ and R 5 ′ are the same as R 02 and R 03 in formula (C1).
In —R 9 ′ —N (R 10 ′) —C (═O) —O—R 5 ′, R 10 ′ may be bonded to R 9 ′ to form a ring.
Of R 01 and R 02 in formula (C1), for example, when R 01 has —R 9 ′ —N (R 10 ′) —C (═O) —O—R 5 ′ as a substituent, the formula R 10 ′ therein may be bonded to R 02 in Formula (C1) to form a ring.
Of R 01 and R 02 in formula (C1), when R 01 has —R 9 ′ —N (R 10 ′) —C (═O) —O—R 5 ′ as a substituent, formula (C1 the compounds represented by), the following general formula: R 5 '-O-C ( = O) -N (R 10') -R 4 -N (R 02) -C (= O) -O- R 03 [wherein R 02 to R 03 , R 10 ′, R 5 ′ are the same as defined above, and R 4 is a divalent aliphatic hydrocarbon group. ] The compound represented by this is preferable.
Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group for R 4 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aliphatic hydrocarbon group for R 01 and R 02 shown below.
前記置換基としての「含窒素複素環式基」は、環骨格に窒素原子を含む含窒素複素環式化合物から1つ以上の水素原子を除いた基である。含窒素複素環式化合物は、その環骨格に、炭素原子および窒素原子以外のヘテロ原子(たとえば酸素原子、硫黄原子等)を有していてもよい。
含窒素複素環式化合物は、芳香族であってもよく、脂肪族であってもよい。また、脂肪族である場合、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。また、含窒素複素環式化合物は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
含窒素複素環式化合物の炭素数は、3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましい。
単環式の含窒素複素環式化合物の具体例としては、ピロール、ピリジン、イミダゾール、ピラゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、テトラゾール、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、モルホリン等が挙げられる。
多環式の含窒素複素環式化合物の具体例としては、キノリン、イソキノリン、インドール、ピロロ[2,3−b]ピリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール(ベンズイミダゾール)、ベンゾトリアゾール、カルバゾール、アクリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
該含窒素複素環式基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、たとえば、前記芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
The “nitrogen-containing heterocyclic group” as the substituent is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a nitrogen-containing heterocyclic compound containing a nitrogen atom in the ring skeleton. The nitrogen-containing heterocyclic compound may have a hetero atom (for example, an oxygen atom, a sulfur atom, etc.) other than a carbon atom and a nitrogen atom in its ring skeleton.
The nitrogen-containing heterocyclic compound may be aromatic or aliphatic. Moreover, when aliphatic, it may be saturated or unsaturated. The nitrogen-containing heterocyclic compound may be monocyclic or polycyclic.
The nitrogen-containing heterocyclic compound preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, and still more preferably 5 to 20 carbon atoms.
Specific examples of the monocyclic nitrogen-containing heterocyclic compound include pyrrole, pyridine, imidazole, pyrazole, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, pyrimidine, pyrazine, 1,3,5- Examples include triazine, tetrazole, piperidine, piperazine, pyrrolidine, morpholine and the like.
Specific examples of the polycyclic nitrogen-containing heterocyclic compound include quinoline, isoquinoline, indole, pyrrolo [2,3-b] pyridine, indazole, benzimidazole (benzimidazole), benzotriazole, carbazole, acridine, 1, 5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, etc. Is mentioned.
The nitrogen-containing heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include those similar to those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group.
式(C1)中、R01、R02における脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。
R01、R02における脂肪族炭化水素基は、飽和(アルキル基)であってもよく、不飽和であってもよい。通常は飽和であることが好ましい。また、該脂肪族炭化水素基は、それぞれ、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、それらの組み合わせであってもよい。該組み合わせとして、たとえば、環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基、などが挙げられる。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10がさらに好ましい。
直鎖状のアルキル基として具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基として具体的には、例えば、1−メチルエチル基(iso−プロピル基)、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、tert−ブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
環状のアルキル基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。その炭素数は3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜12が最も好ましい。具体的には、たとえば、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基として、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基として、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。
In formula (C1), the aliphatic hydrocarbon group for R 01 and R 02 means a hydrocarbon group having no aromaticity.
The aliphatic hydrocarbon group in R 01 and R 02 may be saturated (alkyl group) or unsaturated. Usually, it is preferably saturated. The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, or a combination thereof. Examples of the combination include a group in which a cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group in a linear or branched chain. And a group intervening in the middle of the aliphatic hydrocarbon group.
The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and still more preferably 1 to 10 carbon atoms.
Specific examples of the linear alkyl group include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, Examples include tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group and the like.
Specific examples of the branched alkyl group include 1-methylethyl group (iso-propyl group), 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3- Examples include methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, tert-butyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
The cyclic alkyl group may be a monocyclic group or a polycyclic group. The number of carbon atoms is preferably 3 to 30, more preferably 5 to 30, further preferably 5 to 20, particularly preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 12. Specific examples include a group in which one hydrogen atom has been removed from a monocycloalkane; a group in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. . More specifically, examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane include an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tricyclodecyl group, tetracyclododecyl group, and the like.
該脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該脂肪族炭化水素基を構成する炭素原子の一部が、ヘテロ原子を含む2価の連結基で置換されていてもよく、当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部が置換基で置換されていてもよい。
ヘテロ原子を含む2価の連結基において、ヘテロ原子としては、前記芳香族炭化水素基が有する芳香環を構成する炭素原子の一部を置換するヘテロ原子として挙げたものと同様のものが挙げられる。ヘテロ原子を含む2価の連結基としては、たとえば、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−、−NH−、−NR04−(R04はアルキル基、アシル基等の置換基である。)、−NH−C(=O)−、=N−等の、ヘテロ原子を含む2価の非炭化水素基が挙げられる。また、これらの「ヘテロ原子を含む2価の非炭化水素基」と2価の脂肪族炭化水素基との組み合わせ等が挙げられる。2価の脂肪族炭化水素基としては、上述した脂肪族炭化水素基から水素原子を1個除いた基が挙げられ、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
後者の例における脂肪族炭化水素基の置換基としては、たとえば、前記芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. For example, part of the carbon atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a divalent linking group containing a hetero atom, and part or all of the hydrogen atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group May be substituted with a substituent.
In the divalent linking group containing a heteroatom, examples of the heteroatom include the same heteroatoms as those substituted for a part of the carbon atoms constituting the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group. . Examples of the divalent linking group containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —, —C (═O) —O—, and carbonate bond (—O—C (═O) —O—. ), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O -, - NH -, - NR 04 - (R 04 is an alkyl group, a substituent such as an acyl group. ), -NH-C (= O)-, = N- and the like, and divalent non-hydrocarbon groups containing a hetero atom. Moreover, the combination etc. of these "divalent non-hydrocarbon groups containing a hetero atom" and a divalent aliphatic hydrocarbon group are mentioned. Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group include groups obtained by removing one hydrogen atom from the above-described aliphatic hydrocarbon group, and a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable.
Examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group in the latter example include the same substituents as those mentioned as the substituents for substituting the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group.
前記一般式(C1)中、R01およびR02が相互に結合して隣接する窒素原子とともに環式基を形成してもよい。
該環式基は、芳香族環式基であってもよく、脂肪族環式基であってもよい。脂肪族環式基である場合、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。通常、飽和であることが好ましい。
該環式基は、その環骨格に、R01およびR02が結合した窒素原子以外の窒素原子を有していてもよい。また、環骨格に、炭素原子および窒素原子以外のヘテロ原子(たとえば酸素原子、硫黄原子等)を有していてもよい。
該環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
単環式である場合、該環式基の骨格を構成する原子の数は、4〜7が好ましく、5〜6がより好ましい。すなわち、該環式基は、4〜7員環が好ましく、5〜6員環がより好ましい。単環式の環式基の具体例としては、ピペリジン、ピロリジン、モルホリン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、テトラゾール、ピペラジン等の、環構造中に−NH−を有する複素単環式化合物の該−NH−から水素原子を除いた基が挙げられる。
多環式である場合、該環式基は、二環式、三環式または四環式であることが好ましく、また、該環式基の骨格を構成する原子の数は、7〜12が好ましく、7〜10がより好ましい。多環式の含窒素複素環式基の具体例としては、インドール、イソインドール、カルバゾール、ベンゾイミダゾール、インダゾール、ベンゾトリアゾール等の、環構造中に−NH−を有する複素多環式化合物の該−NH−から水素原子を除いた基が挙げられる。
該環式基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、たとえば、前記芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
R01およびR02が相互に結合して隣接する窒素原子とともに形成する環式基としては、特に、下記一般式(II)で表される基が好ましい。
In the general formula (C1), R 01 and R 02 may be bonded to each other to form a cyclic group together with the adjacent nitrogen atom.
The cyclic group may be an aromatic cyclic group or an aliphatic cyclic group. When it is an aliphatic cyclic group, it may be saturated or unsaturated. Usually, it is preferably saturated.
The cyclic group may have a nitrogen atom other than the nitrogen atom to which R 01 and R 02 are bonded in its ring skeleton. Further, the ring skeleton may have a hetero atom other than a carbon atom and a nitrogen atom (for example, an oxygen atom, a sulfur atom, etc.).
The cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
In the case of monocyclic, the number of atoms constituting the skeleton of the cyclic group is preferably 4 to 7, and more preferably 5 to 6. That is, the cyclic group is preferably a 4-7 membered ring, more preferably a 5-6 membered ring. Specific examples of the monocyclic group include ring structures such as piperidine, pyrrolidine, morpholine, pyrrole, imidazole, pyrazole, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, tetrazole, and piperazine. And a group obtained by removing a hydrogen atom from —NH— of a heterocyclic monocyclic compound having —NH—.
When it is polycyclic, the cyclic group is preferably bicyclic, tricyclic or tetracyclic, and the number of atoms constituting the skeleton of the cyclic group is 7-12. 7-10 are more preferable. Specific examples of the polycyclic nitrogen-containing heterocyclic group include heteropolycyclic compounds having —NH— in the ring structure, such as indole, isoindole, carbazole, benzimidazole, indazole, and benzotriazole. A group obtained by removing a hydrogen atom from NH- is exemplified.
The cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include those similar to those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group.
As the cyclic group formed by R 01 and R 02 bonded to each other and the adjacent nitrogen atom, a group represented by the following general formula (II) is particularly preferable.
式(II)中、R05、R06におけるアルキル基としては、前記R01、R02における脂肪族炭化水素基の説明で挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
R07において、炭素原子が酸素原子または窒素原子で置換されていてもよいアルキレン基としては、たとえば、−CH2−、−CH2−O−、−CH2−NH−、−CH2−CH2−、−CH2−O−CH2−、−CH2−NH−CH2−、−CH2−CH2−CH2−、−CH2−CH2−O−CH2−、−CH2−CH2−NH−CH2−等が挙げられる。
該アルキレン基の水素原子を置換する置換基としては、前記芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。該置換基で置換される水素原子は、炭素原子に結合した水素原子であってもよく、窒素原子に結合した水素原子であってもよい。
In formula (II), examples of the alkyl group for R 05 and R 06 include the same alkyl groups as those described in the description of the aliphatic hydrocarbon group for R 01 and R 02 . And an alkyl group is preferred, and a methyl group is particularly preferred.
In R 07 , examples of the alkylene group in which the carbon atom may be substituted with an oxygen atom or a nitrogen atom include —CH 2 —, —CH 2 —O—, —CH 2 —NH—, and —CH 2 —CH. 2 -, - CH 2 -O- CH 2 -, - CH 2 -NH-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 -, and the like.
Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom of the alkylene group include the same groups as those described above as the substituent for substituting the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group. The hydrogen atom substituted with the substituent may be a hydrogen atom bonded to a carbon atom or a hydrogen atom bonded to a nitrogen atom.
式(C1)中、R03は1価の光官能基である。
ここでいう「光官能基」とは、工程(2)で行う露光の露光エネルギーを吸収する基のことをいう。
当該光官能基としては、環含有基が好ましく、炭化水素環であってもよく複素環であってもよく、好ましくは上記R01およびR02について説明した環構造を有する基、その他芳香族環を有する基が挙げられる。環含有基の環骨格として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、インデン、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレン、キサントン、チオキサントン、アントラキノン等が好ましいものとして挙げられる。
また、これらの環骨格は置換基を有していてもよく、置換基としては、塩基発生効率の点から、ニトロ基が特に好ましい。
In the formula (C1), R 03 is a monovalent photofunctional group.
As used herein, the “photo functional group” refers to a group that absorbs the exposure energy of the exposure performed in step (2).
The photofunctional group is preferably a ring-containing group, which may be a hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, preferably a group having the ring structure described for R 01 and R 02 above, and other aromatic rings A group having Specific examples of the ring skeleton of the ring-containing group include benzene, biphenyl, indene, naphthalene, fluorene, anthracene, phenanthrene, xanthone, thioxanthone, and anthraquinone.
These ring skeletons may have a substituent, and the substituent is particularly preferably a nitro group from the viewpoint of base generation efficiency.
(C1)成分としては、特に、下記一般式(C1−11)又は(C1−12)のいずれかで表される化合物から選ばれるものが好ましい。 As (C1) component, what is chosen from the compound represented by either the following general formula (C1-11) or (C1-12) is especially preferable.
式(C1−11)、(C1−12)中、R4a〜R4bは、置換基としてニトロ基を有することが塩基発生効率の点で好ましく、オルト位に置換されていることが特に好ましい。
R1a、R2aとしては、それぞれ独立に、水素原子、シクロアルキル基、アリール基であることが好ましく、なかでも炭素数5〜10のシクロアルキル基であることが、発生する塩基の拡散長制御の点でより好ましい。R1a、R2aにおけるアリール基としては、フェニル基であることが好ましい。
m”は1が好ましい。n”は0〜2が好ましい。p”は0または1が好ましい。
In formulas (C1-11) and (C1-12), R 4a to R 4b preferably have a nitro group as a substituent from the viewpoint of base generation efficiency, and particularly preferably substituted at the ortho position.
R 1a and R 2a are each independently preferably a hydrogen atom, a cycloalkyl group, or an aryl group, and in particular, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms can control the diffusion length of the generated base. This is more preferable. The aryl group for R 1a and R 2a is preferably a phenyl group.
m ″ is preferably 1. n ″ is preferably 0-2. p ″ is preferably 0 or 1.
以下に、(C1)成分の具体例を示す。 Specific examples of the component (C1) are shown below.
また、(C)成分のなかで好適なものとして、下記一般式(C2)で表される化合物(以下「(C2)成分」という)も挙げられる。
(C2)成分は、工程(2)での露光により露光エネルギーを吸収した後、(−CH=CH−C(=O)−)部分がシス体へと異性化し、さらに加熱によって環化し、塩基(NHR01R02)を生成する。
(C2)成分は、塩基の発生とともに、工程(4)でアルカリ現像液に対する難溶化効果が得られやすいことから好ましい。
Moreover, as a suitable thing in (C) component, the compound (henceforth "(C2) component") represented by the following general formula (C2) is also mentioned.
The component (C2) absorbs exposure energy by exposure in the step (2), then the (—CH═CH—C (═O) —) moiety isomerizes to a cis isomer, and further cyclized by heating, (NHR 01 R 02 ) is produced.
The component (C2) is preferable because it is easy to obtain a hardly-solubilizing effect with respect to an alkali developer in the step (4) together with generation of a base.
前記式(C2)中、R01及びR02は、相互に結合して隣接する窒素原子とともに前記式(II)で表される環式基を形成していることが好ましい。または、R01及びR02は、好ましくは、前記式(C1−12)におけるR1a及びR2aと同様のものが挙げられる。
R3’における芳香族環式基は、上記式(C1)におけるR03で例示した芳香族環を有する基と同様のものが挙げられ、その環骨格としてはベンゼン、ビフェニル、インデン、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナントレンが好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
R3’の芳香族環式基は、オルト位の水酸基以外にも置換基を有していてもよく、該置換基としてはハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、その他アルキル基等の1価の有機基が挙げられる。
In the formula (C2), R 01 and R 02 are preferably bonded to each other to form a cyclic group represented by the formula (II) together with an adjacent nitrogen atom. Alternatively, R 01 and R 02 are preferably the same as R 1a and R 2a in the formula (C1-12).
Examples of the aromatic cyclic group for R 3 ′ include the same groups as those having an aromatic ring exemplified for R 03 in the above formula (C1), and examples of the ring skeleton include benzene, biphenyl, indene, naphthalene, and fluorene. , Anthracene and phenanthrene are preferable, and a benzene ring is more preferable.
The aromatic cyclic group for R 3 ′ may have a substituent other than the hydroxyl group at the ortho position. Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, Examples thereof include monovalent organic groups such as nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonate group, amino group, ammonio group, and other alkyl groups.
以下に、(C2)成分の具体例を示す。 Specific examples of the component (C2) are shown below.
また、(C)成分のなかで好適なものとして、下記一般式(C3)で表される化合物(以下「(C3)成分」という)も挙げられる。
(C3)成分は、工程(2)での露光により露光エネルギーを吸収した後、脱炭酸し、その後、水と反応してアミン(塩基)を生じるものである。
Moreover, as a suitable thing in (C) component, the compound (henceforth "(C3) component") represented by the following general formula (C3) is also mentioned.
The component (C3) absorbs exposure energy by exposure in the step (2), decarboxylates, and then reacts with water to produce an amine (base).
前記式(C3)中、Raは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基である。
Raの置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
Raにおける芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。該芳香環は、4n+2(ここでのnは0と自然数を示す)個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;該芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
Raにおける芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基や、ヘテロアリールアルキル基)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子を置換するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
In the formula (C3), R a is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
The hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent for Ra may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group for R a is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 (where n is 0 and a natural number) π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. It is preferable that carbon number of an aromatic ring is 5-30, 5-20 are more preferable, 6-15 are more preferable, and 6-12 are especially preferable. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms, and the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); including two or more aromatic rings A group in which one hydrogen atom has been removed from an aromatic compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); a group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, Phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl groups such as 2-naphthylethyl group, and heteroarylalkyl groups). The number of carbon atoms of the alkylene group that replaces the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1. .
Raにおける芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基が有する芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該芳香族炭化水素基が有する芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
前者の例としては、前記アリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基、前記アリールアルキル基中の芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部が前記ヘテロ原子で置換されたヘテロアリールアルキル基等が挙げられる。
後者の例における芳香族炭化水素基の置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記芳香族炭化水素基の置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group for R a may have a substituent. For example, a part of carbon atoms constituting the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a hetero atom, and the hydrogen atom bonded to the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group is substituted with the substituent. May be.
Examples of the former include heteroaryl groups in which some of the carbon atoms constituting the ring of the aryl group are substituted with heteroatoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, and aromatic hydrocarbons in the arylalkyl groups. Examples include heteroarylalkyl groups in which some of the carbon atoms constituting the ring are substituted with the above heteroatoms.
Examples of the substituent of the aromatic hydrocarbon group in the latter example include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
The alkyl group as a substituent of the aromatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. preferable.
The alkoxy group as a substituent of the aromatic hydrocarbon group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, tert- A butoxy group is preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.
Examples of the halogen atom as a substituent for the aromatic hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as a substituent of the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. And a group in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with the halogen atoms.
前記式(C3)中のRaにおける脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。また、脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
前記式(C3)中のRaにおいて、脂肪族炭化水素基は、当該脂肪族炭化水素基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよく、当該脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよい。
前記式(C3)中のRaにおける「ヘテロ原子」としては、炭素原子および水素原子以外の原子であれば特に限定されず、たとえばハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む置換基は、前記ヘテロ原子のみからなるものであってもよく、前記ヘテロ原子以外の基または原子を含む基であってもよい。
炭素原子の一部を置換する置換基として、具体的には、たとえば−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hがアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい)、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−等が挙げられる。脂肪族炭化水素基が環状である場合、これらの置換基を環構造中に含んでいてもよい。
水素原子の一部または全部を置換する置換基として、具体的には、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記ハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The aliphatic hydrocarbon group for R a in the formula (C3) may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic.
In R a in the formula (C3), the aliphatic hydrocarbon group may have a part of the carbon atoms constituting the aliphatic hydrocarbon group substituted with a substituent containing a hetero atom, and the aliphatic hydrocarbon group A part or all of the hydrogen atoms constituting the hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing a hetero atom.
The “heteroatom” in R a in the formula (C3) is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include a halogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom.
The substituent containing a hetero atom may be composed of only the hetero atom, or may be a group containing a group or atom other than the hetero atom.
Specific examples of the substituent for substituting a part of the carbon atom include —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O. —, —C (═O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group, an acyl group, etc.), —S—, —S (═O) 2 —, — S (= O) 2 —O— and the like can be mentioned. When the aliphatic hydrocarbon group is cyclic, these substituents may be included in the ring structure.
Specific examples of the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), and a cyano group.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, and a methoxy group or an ethoxy group. Is most preferred.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group, a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc. And a group substituted with a halogen atom.
脂肪族炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状の飽和炭化水素基、直鎖状もしくは分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基、または環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)が好ましい。
直鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched saturated hydrocarbon group, a linear or branched monovalent unsaturated hydrocarbon group, or a cyclic aliphatic hydrocarbon group (aliphatic ring). Formula group) is preferred.
The linear saturated hydrocarbon group (alkyl group) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group and the like.
The branched saturated hydrocarbon group (alkyl group) preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
不飽和炭化水素基としては、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5が好ましく、2〜4が好ましく、3が特に好ましい。直鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
不飽和炭化水素基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
As an unsaturated hydrocarbon group, it is preferable that carbon number is 2-10, 2-5 are preferable, 2-4 are preferable, and 3 is especially preferable. Examples of the linear monovalent unsaturated hydrocarbon group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group. Examples of the branched monovalent unsaturated hydrocarbon group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
Among the above, the unsaturated hydrocarbon group is particularly preferably a propenyl group.
前記式(C3)中のRaにおける、環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)は置換基を有していてもよい炭素数3〜30の脂肪族環式基である。
前記式(C3)中のRaにおいて、脂肪族環式基は、当該脂肪族環式基を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよく、当該脂肪族環式基を構成する水素原子の一部または全部がヘテロ原子を含む置換基で置換されていてもよい。
前記式(C3)中のRaにおける「ヘテロ原子」としては、炭素原子および水素原子以外の原子であれば特に限定されず、たとえばハロゲン原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む置換基は、前記ヘテロ原子のみからなるものであってもよく、前記ヘテロ原子以外の基または原子を含む基であってもよい。
炭素原子の一部を置換する置換基として具体的には、たとえば−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−(Hがアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい)、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−等が挙げられる。これらの置換基は、環構造中に含まれていてもよい。
水素原子の一部または全部を置換する置換基として具体的には、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基等が挙げられる。
前記アルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記ハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
The cyclic aliphatic hydrocarbon group (aliphatic cyclic group) in R a in the formula (C3) is an aliphatic cyclic group having 3 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
In R a in the formula (C3), the aliphatic cyclic group may be substituted with a substituent containing a hetero atom in a part of carbon atoms constituting the aliphatic cyclic group. A part or all of the hydrogen atoms constituting the cyclic group may be substituted with a substituent containing a hetero atom.
The “heteroatom” in R a in the formula (C3) is not particularly limited as long as it is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include a halogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, and a bromine atom.
The substituent containing a hetero atom may be composed of only the hetero atom, or may be a group containing a group or atom other than the hetero atom.
Specific examples of the substituent for substituting a part of carbon atoms include, for example, —O—, —C (═O) —O—, —C (═O) —, —O—C (═O) —O—. , —C (═O) —NH—, —NH— (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group), —S—, —S (═O) 2 —, —S (═O) 2 —O— and the like. These substituents may be contained in the ring structure.
Specific examples of the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), and a cyano group.
The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group or a tert-butoxy group, and a methoxy group or an ethoxy group. Is most preferred.
As said halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group, a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc. And a group substituted with a halogen atom.
脂肪族環式基としては、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。その炭素数は3〜30であり、5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。
具体的には、たとえば、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基が、その環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含まない場合は、脂肪族環式基としては、多環式基が好ましく、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、アダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が最も好ましい。
脂肪族環式基が、その環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含むものである場合、該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−が好ましい。かかる脂肪族環式基の具体例としては、たとえば下記式(L1)〜(L6)、(S1)〜(S4)で表される基等が挙げられる。
The aliphatic cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. The number of carbon atoms is 3 to 30, preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12.
Specifically, for example, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane; a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc. Can be mentioned. More specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane or cyclohexane; Examples include a group excluding a hydrogen atom.
When the aliphatic cyclic group does not contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure, the aliphatic cyclic group is preferably a polycyclic group, and has one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane. Excluded groups are preferred, and most preferred are groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from adamantane.
When the aliphatic cyclic group includes a substituent containing a hetero atom in the ring structure, examples of the substituent containing a hetero atom include —O—, —C (═O) —O—, —S—. , —S (═O) 2 — and —S (═O) 2 —O— are preferable. Specific examples of the aliphatic cyclic group include groups represented by the following formulas (L1) to (L6) and (S1) to (S4).
前記式中、Q”、R94およびR95におけるアルキレン基としては、それぞれ、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基の炭素数は1〜5であり、1〜3であることが好ましい。
該アルキレン基として具体的には、たとえば、メチレン基[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
In the above formula, each of the alkylene groups in Q ″, R 94 and R 95 is preferably a linear or branched alkylene group, and the alkylene group has 1 to 5 carbon atoms, and 1 to 3 Preferably there is.
Specific examples of the alkylene group include a methylene group [—CH 2 —]; —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, —C ( CH 3) (CH 2 CH 3 ) -, - C (CH 3) (
これらの脂肪族環式基は、その環構造を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが特に好ましい。
前記アルコキシ基、ハロゲン原子はそれぞれ前記水素原子の一部または全部を置換する置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
In these aliphatic cyclic groups, a part of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and an oxygen atom (═O).
As said alkyl group, a C1-C5 alkyl group is preferable, and it is especially preferable that they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, n-butyl group, and a tert- butyl group.
Examples of the alkoxy group and the halogen atom are the same as those exemplified as the substituent for substituting part or all of the hydrogen atoms.
前記式(C3)中のRaの、置換基を有していてもよい脂肪族環式基としては、置換基を有していてもよい多環式の脂肪族環式基が好ましい。該多環式の脂肪族環式基としては、前記ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記(L2)〜(L6)、(S3)〜(S4)で表される基等が好ましい。 As the aliphatic cyclic group which may have a substituent of R a in the formula (C3), a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. Examples of the polycyclic aliphatic cyclic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, and groups represented by the above (L2) to (L6) and (S3) to (S4). Etc. are preferred.
前記式(C3)中のRaが置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基である場合、隣接する炭素原子と環を形成していてもよい。形成される環としては、単環でも多環でもよい。炭素数は(結合した炭素原子を含めて)5〜30が好ましく、5〜20がより好ましい。
具体的には、(結合した炭素原子も環の一部と見なして)上述したRaにおける環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)のうち、炭素数5〜30の脂肪族環式基が挙げられる。
When R a in the formula (C3) is an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, it may form a ring with an adjacent carbon atom. The ring formed may be monocyclic or polycyclic. The number of carbon atoms is preferably 5-30 (including bonded carbon atoms), more preferably 5-20.
Specifically, (regarded as part carbon atom bonded even ring) of the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R a as described above (aliphatic cyclic group), of 5 to 30 carbon atoms aliphatic ring And a formula group.
前記式(C3)中のRaは、水素原子または置換基を有していてもよい環式基であることが好ましい。該環式基は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であってもよい。
置換基を有していてもよい脂肪族環式基としては、置換基を有していてもよい多環式の脂肪族環式基が好ましい。該多環式の脂肪族環式基としては、前記ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記(L2)〜(L6)、(S3)〜(S4)で表される基等が好ましい。
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいナフチル基、または置換基を有していてもよいフェニル基がより好ましい。
R a in the formula (C3) is preferably a hydrogen atom or a cyclic group which may have a substituent. The cyclic group may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aliphatic cyclic group which may have a substituent.
As the aliphatic cyclic group which may have a substituent, a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. Examples of the polycyclic aliphatic cyclic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, and groups represented by the above (L2) to (L6) and (S3) to (S4). Etc. are preferred.
As the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, a naphthyl group which may have a substituent or a phenyl group which may have a substituent is more preferable.
前記式(C3)中のRbにおける、アリール基としては、前記式(C3)中のRaにおける芳香族炭化水素基として挙げたものから、アリールアルキル基を除いたものが挙げられる。Rbにおけるアリール基として、より好ましくはフェニル基である。
前記式(C3)中のRbにおける、脂肪族環式基としては、前記式(C3)中のRaにおける、脂肪族環式基と同様である。Rbにおける脂肪族環式基として、好ましくは脂肪族多環式基であり、より好ましくはポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であり、特に好ましくはアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基である。
Rbの芳香族炭化水素基や脂肪族環式基が有していてもよい置換基としては、前記式(C3)中のRaにおいて挙げた置換基と同様のものが挙げられる。
Examples of the aryl group in R b in the formula (C3) include those obtained by removing the arylalkyl group from those exemplified as the aromatic hydrocarbon group in R a in the formula (C3). The aryl group for R b is more preferably a phenyl group.
The aliphatic cyclic group for R b in the formula (C3) is the same as the aliphatic cyclic group for R a in the formula (C3). The aliphatic cyclic group for R b is preferably an aliphatic polycyclic group, more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and particularly preferably one or more groups from adamantane. A group excluding a hydrogen atom.
Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon group or aliphatic cyclic group represented by R b may have the same substituents as those exemplified for R a in the formula (C3).
前記式(C3)中のRdとしては、前記式(C3)におけるRaと同様のものが挙げられる。
前記式(C3)中のRdは、置換基を有していてもよい環式基であることが好ましい。該環式基は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であってもよく、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であることが好ましい。
置換基を有していてもよい脂肪族環式基としては、置換基を有していてもよい多環式の脂肪族環式基が好ましい。該多環式の脂肪族環式基としては、前記ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記(L2)〜(L6)、(S3)〜(S4)で表される基等が好ましい。
前記式(C3)中のRdは、置換基を有していてもよいナフチル基または置換基を有していてもよいフェニル基がより好ましく、置換基を有していてもよいフェニル基が最も好ましい。
Examples of R d in the formula (C3) include the same as R a in the formula (C3).
R d in the formula (C3) is preferably a cyclic group which may have a substituent. The cyclic group may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. It is preferably an aromatic hydrocarbon group that may be used.
As the aliphatic cyclic group which may have a substituent, a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. Examples of the polycyclic aliphatic cyclic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, and groups represented by the above (L2) to (L6) and (S3) to (S4). Etc. are preferred.
R d in the formula (C3) is more preferably a naphthyl group which may have a substituent or a phenyl group which may have a substituent, and a phenyl group which may have a substituent. Most preferred.
前記式(C3)中のRaおよびRdがともに置換基を有していてもよい炭素数1〜30の炭化水素基である場合は、互いに結合して環を形成する。形成される環としては、単環でも多環でもよい。炭素数は、前記式(C3)中でRaおよびRdが結合した炭素原子も含めて、5〜30が好ましく、5〜20がより好ましい。
具体的には、前記式(C3)中でRaおよびRdが結合した炭素原子も当該形成された環の一部であると見なして、上述したRaにおける環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族環式基)のうち、炭素数5〜30の脂肪族環式基が挙げられる。
When R a and R d in the formula (C3) are both a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may have a substituent, they are bonded to each other to form a ring. The ring formed may be monocyclic or polycyclic. 5-30 are preferable and carbon number is more preferable including the carbon atom which Ra and Rd couple | bonded in the said formula (C3).
Specifically, in the formula (C3), the carbon atom to which R a and R d are bonded is also considered to be a part of the formed ring, and the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R a described above ( Among the aliphatic cyclic groups, an aliphatic cyclic group having 5 to 30 carbon atoms can be mentioned.
以下に、(C3)成分の具体例を示す。 Specific examples of the component (C3) are shown below.
また、(C)成分のなかで好適なものとして、以下に示すアシルオキシイミノ基含有のもの(C4)も挙げられる。 Moreover, the thing (C4) containing an acyloxyimino group shown below as a suitable thing in (C) component is mentioned.
また、(C)成分は、上記で例示したもの以外のものとして、これまで化学増幅型レジスト用の光塩基発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような光塩基発生剤としては、イオン系のもの(アニオン−カチオン複合体)、トリフェニルスルホニウム化合物、トリフェニルメタノール;ベンジルカルバメートおよびベンゾインカルバメート等の光活性なカルバメート;o−カルバモイルヒドロキシルアミド、o−カルバモイルオキシム、アロマティックスルホンアミド、アルファーラクタムおよびN−(2−アリルエチニル)アミド等のアミド;オキシムエステル、α−アミノアセトフェノン、コバルト錯体など;特開2007−279493号公報に記載されているもの等が挙げられる。
Moreover, what was proposed as a photobase generator for chemical amplification resists can be used as (C) component other than what was illustrated above.
Examples of such a photobase generator include ionic ones (anion-cation complex), triphenylsulfonium compounds, triphenylmethanol; photoactive carbamates such as benzyl carbamate and benzoin carbamate; o-carbamoyl hydroxylamide, o -Amides such as carbamoyloxime, aromatic sulfonamide, alpha-lactam and N- (2-allylethynyl) amide; oxime ester, α-aminoacetophenone, cobalt complex, etc .; those described in JP-A-2007-279493 Etc.
(C)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記のなかでも、(C)成分としては、(C1)成分がより好ましく、前記の一般式(C1−11)又は(C1−12)のいずれかで表される化合物から選ばれる1種以上がさらに好ましく、一般式(C1−12)で表される化合物が特に好ましい。
本発明のレジスト組成物が(C)成分を含有する場合、(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.05〜50質量部が好ましく、1〜30質量部がより好ましく、5〜20質量部が特に好ましい。
(C)成分の含有量が下限値以上であることにより、レジスト膜の露光部の残膜性がより良好となり、形成されるレジストパターンの解像性がより高まる。他方、(C)成分の含有量が上限値以下であることにより、レジスト膜の透明性を維持することができる。
(C) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
Among the above, as the component (C), the component (C1) is more preferable, and at least one selected from the compounds represented by any of the general formulas (C1-11) or (C1-12) is More preferred is a compound represented by formula (C1-12).
When the resist composition of this invention contains (C) component, 0.05-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content of (C) component, 1-30 mass parts Is more preferable, and 5 to 20 parts by mass is particularly preferable.
When the content of the component (C) is equal to or higher than the lower limit, the remaining film property of the exposed portion of the resist film becomes better, and the resolution of the formed resist pattern is further improved. On the other hand, when the content of the component (C) is not more than the upper limit value, the transparency of the resist film can be maintained.
・酸供給成分;(Z)成分
本発明におけるレジストパターン形成方法では、レジスト膜に供給される酸を提供する成分として「酸供給成分」が用いられる。
「酸供給成分」とは、その成分自体が酸性を有するもの、すなわちプロトン供与体として作用するもの(以下これを「酸性化合物成分」又は(G)成分という);熱又は光などにより分解し、酸として機能するもの(以下これを「酸発生剤成分」又は(B)成分という)を包含する。
本発明においては、後述する本発明のレジストパターン形成方法の一実施形態例のように、この酸供給成分、すなわち、酸性化合物成分又は酸発生剤成分、を含有するレジスト組成物を用いることが好ましい。
-Acid supply component; (Z) component In the resist pattern formation method in this invention, an "acid supply component" is used as a component which provides the acid supplied to a resist film.
“Acid supply component” means that the component itself has acidity, that is, a component that acts as a proton donor (hereinafter referred to as “acidic compound component” or (G) component); decomposes by heat or light, What functions as an acid (hereinafter referred to as “acid generator component” or (B) component) is included.
In the present invention, it is preferable to use a resist composition containing this acid supply component, that is, an acidic compound component or an acid generator component, as in an embodiment of the resist pattern forming method of the present invention described later. .
・・酸性化合物成分;(G)成分
本発明において、(G)成分としては、基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させ得る酸強度を有する、酸性の塩(以下「(G1)成分」という)、又は、酸性の塩以外の酸(塩を形成していないもの、イオン性でないもの;以下「(G2)成分」という)を用いることができる。
「基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させ得る酸強度を有するもの」とは、たとえば前記構成単位(a1)、(a2)及び(a3)を有する高分子化合物(A1)を用いた場合、工程(3)でベーク(PEB)を施すことにより、構成単位(a1)中の酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合を開裂させることができる酸を包含する。
.. Acidic compound component; (G) component In the present invention, as the component (G), an acidic salt (hereinafter referred to as “(”) having an acid strength capable of increasing the solubility of the base component (A) in an alkaline developer. G1) component ”) or an acid other than an acidic salt (one that does not form a salt, one that is not ionic; hereinafter referred to as“ component (G2) ”) can be used.
“A compound having acid strength capable of increasing the solubility of the base component (A) in an alkaline developer” means, for example, the polymer compound (A1) having the structural units (a1), (a2) and (a3). Is used, an acid capable of cleaving at least a part of the bond in the structure of the acid-decomposable group in the structural unit (a1) by baking (PEB) in the step (3) is included.
[(G1)成分]
(G1)成分は、含窒素カチオンと対アニオンとからなるイオン性化合物(塩化合物)が挙げられる。(G1)成分は、塩を形成した状態であっても(G1)成分自体が酸性を有し、プロトン供与体として作用する。
以下、(G1)成分のカチオン部とアニオン部とをそれぞれ説明する。
[(G1) component]
Examples of the component (G1) include ionic compounds (salt compounds) composed of a nitrogen-containing cation and a counter anion. Even when the component (G1) is in the form of a salt, the component (G1) itself has acidity and acts as a proton donor.
Hereinafter, the cation part and the anion part of the component (G1) will be described respectively.
((G1)成分のカチオン部)
(G1)成分のカチオン部は、窒素原子を含有するものであれば特に限定されず、例えば下記一般式(G1c−1)で表されるカチオンが好適に挙げられる。
(Cation part of component (G1))
The cation part of (G1) component will not be specifically limited if it contains a nitrogen atom, For example, the cation represented by the following general formula (G1c-1) is mentioned suitably.
式(G1c−1)中、R101d、R101e、R101f、R101gは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基もしくはオキソアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基若しくはアリールアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、又はアリールオキソアルキル基である。
R101d〜R101gのアルキル基としては、上述したR01、R02のアルキル基と同様のものが挙げられ、その炭素数は1〜10であることが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、又はブチル基が特に好ましい。
R101d〜R101gのアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましい。具体的には、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
R101d〜R101gのオキソアルキル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましく、2−オキソエチル基、2−オキソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられる。
R101d〜R101gのオキソアルケニル基としては、オキソ−4−シクロヘキセニル基、2−オキソ−4−プロペニル基等が挙げられる。
R101d〜R101gのアリール基としては、上述したR01、R02の芳香族炭化水素基におけるアリール基と同様のものが挙げられ、フェニル基又はナフチル基であることが好ましい。アリールアルキル基としては、該アリール基中の水素原子の1つ以上がアルキル基(好ましくは炭素数1〜5のアルキル基)で置換されたもの等が挙げられる。
R101d〜R101gのアラルキル基、アリールオキソアルキル基としては、それぞれ、ベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等、2−フェニル−2−オキソエチル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等が挙げられる。
In formula (G1c-1), R 101d , R 101e , R 101f , and R 101g each represent a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, or an oxoalkyl group. Group or an oxoalkenyl group, an aryl group or arylalkyl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or an aryloxoalkyl group.
Examples of the alkyl group represented by R 101d to R 101g include the same alkyl groups as those described above for R 01 and R 02 , and the carbon number thereof is preferably 1 to 10, and a methyl group, an ethyl group, and a propyl group Or a butyl group is particularly preferred.
The alkenyl group of R 101d to R 101g preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 and even more preferably 2 to 4. Specific examples include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a butynyl group, a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group.
The oxoalkyl group of R 101d to R 101g preferably has 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a 2-oxoethyl group, a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, and a 2-oxocyclohexyl group. .
Examples of the oxoalkenyl group of R 101d to R 101g include an oxo-4-cyclohexenyl group and a 2-oxo-4-propenyl group.
Examples of the aryl group of R 101d to R 101g include the same aryl groups as those in the aromatic hydrocarbon groups of R 01 and R 02 described above, and a phenyl group or a naphthyl group is preferable. Examples of the arylalkyl group include those in which one or more hydrogen atoms in the aryl group are substituted with an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms).
Examples of the aralkyl group and aryloxoalkyl group represented by R 101d to R 101g include a benzyl group, a phenylethyl group, a phenethyl group, a 2-phenyl-2-oxoethyl group, and a 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group. , 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group and the like.
R101d〜R101gのアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基、オキソアルケニル基、アリール基、アリールアルキル基、アラルキル基、アリールオキソアルキル基中の水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子、アルコキシ基、または硫黄原子で置換されていても置換されていなくてもよい。
R101d〜R101gがアルキル基及び水素原子との組み合わせのみで構成される場合、該アルキル基の水素原子の少なくとも一部が、フッ素原子等のハロゲン原子、アルコキシ基、硫黄原子で置換されていることが保存安定性、リソグラフィー特性の点で好ましい。
A hydrogen atom in the alkyl group, alkenyl group, oxoalkyl group, oxoalkenyl group, aryl group, arylalkyl group, aralkyl group, aryloxoalkyl group of R 101d to R 101g is a halogen atom such as a fluorine atom, an alkoxy group, Alternatively, it may be substituted with a sulfur atom or not.
When R 101d to R 101g are composed of only a combination of an alkyl group and a hydrogen atom, at least a part of the hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, an alkoxy group, or a sulfur atom. It is preferable in terms of storage stability and lithography properties.
また、R101dとR101e、又は、R101dとR101eとR101fは、これらが結合して式中の窒素原子と共に環を形成してもよい。形成する環としては、ピペリジン環、ヘキサメチレンイミン環、アゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、アゼピン環、ピラジン環、キノリン環、ベンゾキノリン環等が挙げられる。
また、該環骨格中に酸素原子を含んでもよく、具体的には、オキサゾール環、イソオキサゾール環が好適に挙げられる。
R 101d and R 101e , or R 101d , R 101e, and R 101f may combine to form a ring together with the nitrogen atom in the formula. Examples of the ring formed include a piperidine ring, hexamethyleneimine ring, azole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, azepine ring, pyrazine ring, quinoline ring, and benzoquinoline ring.
Further, the ring skeleton may contain an oxygen atom, and specific examples thereof include an oxazole ring and an isoxazole ring.
なかでも、上記式(G1c−1)で表されるカチオン部としては、pKaが7以下の含窒素カチオンが好ましい。
本発明におけるpKaは、酸解離定数であって、対象物質の酸強度を示す指標として一般的に用いられているものをいう。(G1)成分のカチオンのpKa値は常法により測定して求めることができる。また、「ACD/Labs」(商品名、Advanced Chemistry Development社製)等の公知のソフトウェアを用いた計算により推定することもできる。
(G1)成分のpKaは、7以下であるものが好ましく、対アニオンに対して相対的に弱塩基となるように、対アニオンの種類やpKaに応じて適宜決定することができ、具体的にはpKa−2〜7であることが好ましく、−1〜6.5であることがより好ましく、0〜6であることがさらに好ましい。pKaを前記範囲の上限値以下とすることにより、カチオンの塩基性を充分に弱いものとすることができ、(G1)成分自体を酸性化合物とすることができる。また、pKaを前記範囲の下限値以上とすることにより、対アニオンとより塩を形成しやすく、(G1)成分の酸性度を適度なものとすることができ、(G1)成分が過度に酸性であることによる保存安定性の劣化を防ぐことができる。
上記pKaを充足するカチオンとしては、下記一般式(G1c−11)〜(G1c−13)のいずれかで表されるカチオンが特に好ましい。
Especially, as a cation part represented by the said formula (G1c-1), the nitrogen-containing cation whose pKa is 7 or less is preferable.
In the present invention, pKa is an acid dissociation constant, and is generally used as an index indicating the acid strength of a target substance. The pKa value of the cation of the component (G1) can be determined by measuring by a conventional method. It can also be estimated by calculation using known software such as “ACD / Labs” (trade name, manufactured by Advanced Chemistry Development).
The pKa of the component (G1) is preferably 7 or less, and can be appropriately determined according to the type of the counter anion and the pKa so as to be a relatively weak base with respect to the counter anion. Is preferably pKa-2 to 7, more preferably -1 to 6.5, and still more preferably 0 to 6. By making pKa below the upper limit of the above range, the basicity of the cation can be made sufficiently weak, and the component (G1) itself can be an acidic compound. Moreover, by making pKa more than the lower limit of the said range, it is easy to form a salt with a counter anion, the acidity of (G1) component can be made moderate, and (G1) component is too acidic. Therefore, it is possible to prevent the storage stability from being deteriorated.
As the cation satisfying the pKa, a cation represented by any one of the following general formulas (G1c-11) to (G1c-13) is particularly preferable.
式(G1c−11)中、Rfg1は、炭素数1〜12のフッ素化アルキル基であり、アルキル基の水素原子の50%以上がフッ素化された、炭素数1〜5のフッ素化アルキル基であることが好ましい。
式(G1c−13)中、Rng4、Rng5は、それぞれ独立に、炭素数1〜5のアルキル基または芳香族炭化水素基であり、式(G1c−1)におけるR101d、R101e、R101f、R101gについての説明で例示した炭素数1〜5のアルキル基、アリール基と同様である。
式(G1c−12)〜(G1c−13)中、n15、n16は0〜4の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0であることがより好ましい。
式(G1c−12)〜(G1c−13)中、Rg1、Rg2は、それぞれ独立に炭化水素基であり、炭素数1〜12のアルキル基又はアルケニル基が好ましい。アルキル基、アルケニル基としては、上記式(G1c−1)中で説明したものと同様である。
n15、n16が2以上の場合、複数のRg1、Rg2はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。また、n15、n16が2以上の場合、隣接する炭素原子の水素原子を置換する複数のRg1、Rg2は、結合して環を形成していてもよい。形成する環としては、ベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。即ち、式(G1c−12)〜(G1c−13)のいずれかで表される化合物は、2以上の環が縮合して形成された縮合環化合物であってもよい。
In Formula (G1c-11), Rf g1 is a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in which 50% or more of the hydrogen atoms in the alkyl group are fluorinated. It is preferable that
In formula (G1c-13), Rn g4 and Rn g5 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group, and R 101d , R 101e and R in formula (G1c-1) 101f and R 101g are the same as the alkyl group and aryl group having 1 to 5 carbon atoms exemplified in the description.
In formulas (G1c-12) to (G1c-13), n15 and n16 are integers of 0 to 4, preferably 0 to 2, and more preferably 0.
In formulas (G1c-12) to (G1c-13), R g1 and R g2 are each independently a hydrocarbon group, preferably an alkyl group or an alkenyl group having 1 to 12 carbon atoms. The alkyl group and alkenyl group are the same as those described in the above formula (G1c-1).
When n15 and n16 are 2 or more, the plurality of R g1 and R g2 may be the same or different. Moreover, when n15 and n16 are 2 or more, a plurality of R g1 and R g2 substituting for hydrogen atoms of adjacent carbon atoms may be bonded to form a ring. Examples of the ring to be formed include a benzene ring and a naphthalene ring. That is, the compound represented by any one of formulas (G1c-12) to (G1c-13) may be a condensed ring compound formed by condensing two or more rings.
以下に、上記式(G1c−11)〜(G1c−13)のいずれかで表される化合物の具体例を示す。 Specific examples of the compounds represented by any of the above formulas (G1c-11) to (G1c-13) are shown below.
((G1)成分のアニオン部)
(G1)成分のアニオン部は、特に限定されるものではなく、通常、レジスト組成物に用いられる塩のアニオン部の中から適宜選択して使用することができる。
なかでも(G1)成分のアニオン部としては、上述した(G1)成分のカチオン部と塩を形成して(G1)成分となった際、該(G1)成分が上記(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させ得るものであることが好ましい。
ここで「(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させ得る」とは、たとえば前記構成単位(a1)、(a2)及び(a3)を有する(A1)成分を用いた場合、工程(3)でベークを施すことにより、構成単位(a1)中の酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合を開裂させることができるものをいう。
即ち、(G1)のアニオン部は、強酸性であることが好ましい。具体的には、アニオン部のpKaが0以下であることがより好ましく、pKa−15〜−1であることがさらに好ましく、−13〜−3であることが特に好ましい。アニオン部のpKaが0以下であることにより、pKa7以下のカチオンに対してアニオンの酸性度を充分に強いものとすることができ、(G1)成分自体を酸性化合物とすることができる。一方、アニオン部のpKaを−15以上とすることにより、(G1)成分が過度に酸性であることによる保存安定性の劣化を防ぐことができる。
(Anion part of component (G1))
The anion portion of the component (G1) is not particularly limited, and can be appropriately selected from the anion portions of salts usually used in resist compositions.
In particular, as the anion part of the component (G1), when the salt is formed with the cation part of the component (G1) to form the component (G1), the component (G1) is alkali-developed with the component (A). It is preferable that the solubility in the liquid can be increased.
Here, “the solubility of the component (A) in an alkali developer can be increased” means that, for example, when the component (A1) having the structural units (a1), (a2) and (a3) is used, the step ( By baking in 3), it means that at least part of the bonds in the structure of the acid-decomposable group in the structural unit (a1) can be cleaved.
That is, the anion portion of (G1) is preferably strongly acidic. Specifically, the pKa of the anion moiety is more preferably 0 or less, further preferably pKa-15 to -1, and particularly preferably -13 to -3. When the pKa of the anion moiety is 0 or less, the acidity of the anion can be sufficiently strong against cations of pKa7 or less, and the component (G1) itself can be an acidic compound. On the other hand, by setting the pKa of the anion portion to −15 or more, it is possible to prevent deterioration in storage stability due to the excessively acidic component (G1).
(G1)成分のアニオン部としては、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、及びトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンからなる群より選択される少なくとも一種のアニオン基を有するものが好ましい。
具体的には、たとえば、一般式「R4”SO3 −(R4”は、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又はアルケニル基を表す。)」で表されるアニオンが挙げられる。
As the anion part of the component (G1), at least one anion group selected from the group consisting of a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methide anion is used. What has is preferable.
Specifically, for example, the general formula “R 4 ” SO 3 — (R 4 ”represents a linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl which may have a substituent. An anion represented by a group or an alkenyl group.
前記一般式「R4”SO3 −」において、R4”は、置換基を有していてもよい直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又はアルケニル基を表す。 In the general formula “R 4 ″ SO 3 − ”, R 4 ″ represents a linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, or alkenyl which may have a substituent. Represents a group.
前記R4”としての直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記R4”としての環状のアルキル基は、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
R4”がアルキル基の場合の「R4”SO3 −」としては、例えば、メタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネート、1−アダマンタンスルホネート、2−ノルボルナンスルホネート、d−カンファー−10−スルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。
The linear or branched alkyl group as R 4 ″ preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. Most preferred.
The cyclic alkyl group as R 4 ″ preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
Examples of “R 4 ″ SO 3 − ” when R 4 ″ is an alkyl group include methane sulfonate, n-propane sulfonate, n-butane sulfonate, n-octane sulfonate, 1-adamantane sulfonate, 2-norbornane sulfonate, Examples thereof include alkyl sulfonates such as d-camphor-10-sulfonate.
前記R4”としてのハロゲン化アルキル基は、アルキル基中の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたものであり、該アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖状または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、又はイソペンチル基であることがさらに好ましい。そして、水素原子が置換されるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基において、アルキル基(ハロゲン化前のアルキル基)の水素原子の全個数の50〜100%がハロゲン原子で置換されていることが好ましく、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることがより好ましい。
ここで、該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましい。フッ素化アルキル基は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
また、該フッ素化アルキル基のフッ素化率は、好ましくは10〜100%、さらに好ましくは50〜100%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子で置換したものが、酸の強度が強くなるため好ましい。
このような好ましいフッ素化アルキル基として、具体的には、トリフルオロメチル基、ヘプタフルオロ−n−プロピル基、ノナフルオロ−n−ブチル基が挙げられる。
The halogenated alkyl group as R 4 ″ is one in which part or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with halogen atoms, and the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Among them, a linear or branched alkyl group is more preferable, and it is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, a tert-pentyl group, or an isopentyl group. More preferable examples of the halogen atom substituted with a hydrogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, an iodine atom, a bromine atom, etc. In a halogenated alkyl group, a hydrogen atom of an alkyl group (an alkyl group before halogenation) It is preferable that 50 to 100% of all the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, and all the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. It is more preferable to have.
Here, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group. The fluorinated alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 4 carbon atoms.
Further, the fluorination rate of the fluorinated alkyl group is preferably 10 to 100%, more preferably 50 to 100%. Particularly, when all the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, the strength of the acid is increased. preferable.
Specific examples of such a preferred fluorinated alkyl group include a trifluoromethyl group, a heptafluoro-n-propyl group, and a nonafluoro-n-butyl group.
前記R4”としてのアリール基は、炭素数6〜20のアリール基であることが好ましい。
前記R4”としてのアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基であることが好ましい。
The aryl group as R 4 ″ is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
The alkenyl group as R 4 ″ is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
前記R4”において、「置換基を有していてもよい」とは、前記直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、又はアルケニル基における水素原子の一部又は全部が置換基(水素原子以外の他の原子又は基)で置換されていてもよいことを意味する。
R4”における置換基の数は、1つであってもよく、2つ以上であってもよい。
In the above R 4 ″, “optionally substituted” means one of hydrogen atoms in the linear, branched or cyclic alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, or alkenyl group. It means that part or all may be substituted with a substituent (an atom or group other than a hydrogen atom).
The number of substituents in R 4 ″ may be one, or two or more.
前記置換基としては、たとえば、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基、式:X3−Q’−[式中、Q’は酸素原子を含む2価の連結基であり、X3は置換基を有していてもよい炭素数3〜30の炭化水素基である。]で表される基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子、アルキル基としては、R4”において、ハロゲン化アルキル基におけるハロゲン原子、アルキル基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
前記ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。
Examples of the substituent include a halogen atom, a hetero atom, an alkyl group, and a formula: X 3 -Q ′-[where Q ′ is a divalent linking group containing an oxygen atom, and X 3 represents a substituent. It is a C3-C30 hydrocarbon group which may have. ] Etc. which are represented by these.
Examples of the halogen atom and alkyl group include the same groups as those described as the halogen atom and alkyl group in the halogenated alkyl group in R 4 ″.
Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.
X3−Q’−で表される基において、Q’は酸素原子を含む2価の連結基である。
Q’は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。当該組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO2−)が連結されていてもよい。
該組み合わせとしては、たとえば、−R91−O−、−R92−O−C(=O)−、−C(=O)−O−R93−O−C(=O)−、−SO2−O−R94−O−C(=O)−、−R95−SO2−O−R94−O−C(=O)−(式中、R91〜R95はそれぞれ独立にアルキレン基である。)等が挙げられる。
R91〜R95におけるアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基の炭素数は、1〜12が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜3が特に好ましい。
該アルキレン基として、具体的には、たとえばメチレン基[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
Q’としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、なかでも、−R91−O−、−R92−O−C(=O)−または−C(=O)−O−R93−O−C(=O)−が好ましい。
In the group represented by X 3 —Q′—, Q ′ is a divalent linking group containing an oxygen atom.
Q ′ may contain atoms other than oxygen atoms. Examples of atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: —O—), an ester bond (—C (═O) —O—), and an amide bond (—C (═O) —NH. -), A carbonyl group (-C (= O)-), a non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group such as a carbonate bond (-O-C (= O) -O-); the non-hydrocarbon oxygen atom Examples include a combination of a containing linking group and an alkylene group. A sulfonyl group (—SO 2 —) may be further linked to the combination.
Examples of the combination include —R 91 —O—, —R 92 —O—C (═O) —, —C (═O) —O—R 93 —O—C (═O) —, —SO 2- O—R 94 —O—C (═O) —, —R 95 —SO 2 —O—R 94 —O—C (═O) — (wherein R 91 to R 95 are each independently alkylene. Group.) And the like.
The alkylene group for R 91 to R 95 is preferably a linear or branched alkylene group, and the alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 3 carbon atoms. preferable.
Specific examples of the alkylene group include a methylene group [—CH 2 —]; —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) —, —C (CH 3 ) 2 —, —C ( CH 3) (CH 2 CH 3 ) -, - C (CH 3) (
Q ′ is preferably a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond, and among them, —R 91 —O—, —R 92 —O—C (═O) — or —C (═O) — O—R 93 —O—C (═O) — is preferred.
X3−Q’−で表される基において、X3の炭化水素基としては、上記式(C3)中のRaの炭素数1〜30の炭化水素基のうち、炭素数3〜30のものと同様のものが挙げられる。
なかでも、X3は、置換基を有していてもよい直鎖状のアルキル基、又は、置換基を有していてもよい環式基であることが好ましい。該環式基は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であってもよく、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいナフチル基、または置換基を有していてもよいフェニル基が好ましい。
置換基を有していてもよい脂肪族環式基としては、置換基を有していてもよい多環式の脂肪族環式基が好ましい。該多環式の脂肪族環式基としては、前記ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前述した式(L2)〜(L6)、(S3)〜(S4)のいずれかで表される基などが好ましい。
In the group represented by X 3 -Q'-, the hydrocarbon group of X 3, among C1-30 hydrocarbon group R a in the formula (C3), of 3 to 30 carbon atoms The thing similar to a thing is mentioned.
Among them, X 3 may have a substituent a straight chain alkyl group, or, it is preferable to have a substituent cyclic group which may. The cyclic group may be an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. It is preferably an aliphatic cyclic group that may be used.
The aromatic hydrocarbon group is preferably a naphthyl group which may have a substituent or a phenyl group which may have a substituent.
As the aliphatic cyclic group which may have a substituent, a polycyclic aliphatic cyclic group which may have a substituent is preferable. The polycyclic aliphatic cyclic group is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane, and any one of the aforementioned formulas (L2) to (L6) and (S3) to (S4). And the like are preferred.
上記の中でも、前記R4”としては、ハロゲン化アルキル基、または置換基としてX3−Q’−を有することが好ましい。
置換基としてX3−Q’−を有する場合、R4”としては、X3−Q’−Y3−[式中、Q’およびX3は前記と同じであり、Y3は置換基を有していてもよい炭素数1〜4のアルキレン基または置換基を有していてもよい炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基である。]で表される基が好ましい。
X3−Q’−Y3−で表される基において、Y3のアルキレン基としては、前記Q’で挙げたアルキレン基のうち炭素数1〜4のものと同様のものが挙げられる。
フッ素化アルキレン基としては、該アルキレン基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
Y3として、具体的には、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2−、−CF(CF2CF3)−、−C(CF3)2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2−、−CF(CF3)CF(CF3)−、−C(CF3)2CF2−、−CF(CF2CF3)CF2−、−CF(CF2CF2CF3)−、−C(CF3)(CF2CF3)−;−CHF−、−CH2CF2−、−CH2CH2CF2−、−CH2CF2CF2−、−CH(CF3)CH2−、−CH(CF2CF3)−、−C(CH3)(CF3)−、−CH2CH2CH2CF2−、−CH2CH2CF2CF2−、−CH(CF3)CH2CH2−、−CH2CH(CF3)CH2−、−CH(CF3)CH(CF3)−、−C(CF3)2CH2−;−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH(CH3)CH2−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−CH2CH2CH2CH2−、−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−CH(CH2CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH3)−等が挙げられる。
Among the above, R 4 ″ preferably has a halogenated alkyl group or X 3 -Q′— as a substituent.
In the case of having X 3 -Q′- as a substituent, R 4 ″ is X 3 -Q′-Y 3- [wherein Q ′ and X 3 are the same as defined above, and Y 3 represents a substituent. A C1-C4 alkylene group which may have or a C1-C4 fluorinated alkylene group which may have a substituent.] Is preferable.
In the group represented by X 3 -Q′—Y 3 —, the alkylene group for Y 3 includes the same alkylene groups as those described above for Q ′ having 1 to 4 carbon atoms.
Examples of the fluorinated alkylene group include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkylene group have been substituted with fluorine atoms.
As Y 3, specifically, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 2 CF 3) -, -C (CF 3) 2 -, - CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF (CF 3) CF 2 -, - CF (CF 3) CF (CF 3 ) —, —C (CF 3 ) 2 CF 2 —, —CF (CF 2 CF 3 ) CF 2 —, —CF (CF 2 CF 2 CF 3 ) —, —C (CF 3 ) (CF 2 CF 3) -; - CHF -, - CH 2 CF 2 -, - CH 2 CH 2 CF 2 -, - CH 2 CF 2 CF 2 -, - CH (CF 3) CH 2 -, - CH (CF 2 CF 3) -, - C ( CH 3) (CF 3) -, - CH 2 CH 2 CH 2 CF 2 -, - C H 2 CH 2 CF 2 CF 2 —, —CH (CF 3 ) CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH (CF 3 ) CH 2 —, —CH (CF 3 ) CH (CF 3 ) —, —C ( CF 3) 2 CH 2 -; - CH 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 3 ) — and the like.
Y3としては、フッ素化アルキレン基が好ましく、特に、隣接する硫黄原子に結合する炭素原子がフッ素化されているフッ素化アルキレン基が好ましい。このようなフッ素化アルキレン基としては、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2−、−CF2CF2CF2CF2−、−CF(CF3)CF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2−、−CF(CF3)CF(CF3)−、−C(CF3)2CF2−、−CF(CF2CF3)CF2−;−CH2CF2−、−CH2CH2CF2−、−CH2CF2CF2−;−CH2CH2CH2CF2−、−CH2CH2CF2CF2−、−CH2CF2CF2CF2−等を挙げることができる。
これらの中でも、−CF2−、−CF2CF2−、−CF2CF2CF2−、又はCH2CF2CF2−が好ましく、−CF2−、−CF2CF2−又は−CF2CF2CF2−がより好ましく、−CF2−が特に好ましい。
Y 3 is preferably a fluorinated alkylene group, and particularly preferably a fluorinated alkylene group in which the carbon atom bonded to the adjacent sulfur atom is fluorinated. Examples of such fluorinated alkylene group, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, -
Of these, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, -
前記アルキレン基またはフッ素化アルキレン基は、置換基を有していてもよい。アルキレン基またはフッ素化アルキレン基が「置換基を有する」とは、当該アルキレン基またはフッ素化アルキレン基における水素原子またはフッ素原子の一部または全部が、水素原子およびフッ素原子以外の原子または基で置換されていることを意味する。
アルキレン基またはフッ素化アルキレン基が有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基等が挙げられる。
The alkylene group or fluorinated alkylene group may have a substituent. An alkylene group or a fluorinated alkylene group has a “substituent” means that part or all of the hydrogen atom or fluorine atom in the alkylene group or fluorinated alkylene group is substituted with an atom or group other than a hydrogen atom and a fluorine atom. Means that
Examples of the substituent that the alkylene group or fluorinated alkylene group may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and a hydroxyl group.
R4”がX3−Q’−Y3−で表される基であるR4”SO3 −の具体例としては、たとえば下記式(b1)〜(b9)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 R 4 "is X 3 -Q'-Y 3 - is a group represented by R 4" SO 3 - Examples of, for example anion represented by any one of the following formulas (b1) ~ (b9) Is mentioned.
R7の置換基としては、前記式(C3)中のRaにおいて、脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基、芳香族炭化水素基が有していてもよい置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
R7に付された符号(r1〜r2、w1〜w6)が2以上の整数である場合、当該化合物中の複数のR7はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
Examples of the substituent for R 7 include the substituent that the aliphatic hydrocarbon group may have and the substituent that the aromatic hydrocarbon group may have in R a in the formula (C3). The same thing is mentioned.
Code (r1 and r2, W1 to W6) attached to R 7 when is an integer of 2 or more, a plurality of the R 7 groups may be the same, respectively, may be different.
また、(G1)成分のアニオン部としては、たとえば下記一般式(G1a−3)で表されるアニオン、下記一般式(G1a−4)で表されるアニオンもそれぞれ好ましいものとして挙げられる。 Moreover, as an anion part of (G1) component, the anion represented, for example with the following general formula (G1a-3) and the anion represented with the following general formula (G1a-4) are mentioned as a preferable thing, respectively.
式(G1a−3)において、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は、好ましくは2〜6であり、より好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
式(G1a−4)において、Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜10であり、より好ましくは炭素数1〜7、最も好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数又はY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基又はY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。
該アルキレン基又はアルキル基のフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基又はパーフルオロアルキル基である。
In the formula (G1a-3), X ″ is a linear or branched alkylene group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the alkylene group preferably has 2 to 6 carbon atoms. More preferably 3 to 5 carbon atoms, most preferably 3 carbon atoms.
In formula (G1a-4), Y ″ and Z ″ each independently represent a linear or branched alkyl group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, and the carbon number of the alkyl group Is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
The number of carbon atoms of the X ″ alkylene group or the number of carbon atoms of the Y ″ and Z ″ alkyl groups is preferably as small as possible because the solubility in a resist solvent is good within the above-mentioned range of carbon numbers.
In addition, in the alkylene group of X ″ or the alkyl group of Y ″ and Z ″, the strength of the acid increases as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, and high-energy light or electron beam of 200 nm or less This is preferable because the transparency to the surface is improved.
The fluorination rate of the alkylene group or alkyl group is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably a perfluoroalkylene group or a perfluoroalkylene group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. A fluoroalkyl group;
(G1)成分のアニオン部としては、上記式「R4”SO3 −」で表されるアニオン(特に、R4”が 「X3−Q’−Y3−」で表される基である上記式(b1)〜(b9)のいずれかで表されるアニオン)、又は、上記式(G1a−3)で表されるアニオンが特に好ましい。 The anion moiety of the component (G1) is an anion represented by the above formula “R 4 ” SO 3 − ”(in particular, R 4 ” is a group represented by “X 3 -Q′-Y 3 —”). An anion represented by any one of the above formulas (b1) to (b9) or an anion represented by the above formula (G1a-3) is particularly preferable.
(G1)成分としては、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物において、(G)成分中の(G1)成分の含有割合は、40質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、100質量%でもよい。(G1)成分の含有割合が前記範囲の下限値以上であることにより、保存安定性、及びリソグラフィー特性に優れる。
また、レジスト組成物中の(G1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部が好ましく、1〜20質量部がより好ましく、2〜15質量部がさらに好ましい。(G1)成分の含有量が上記範囲であることにより、リソグラフィー特性に優れる。
As the component (G1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the resist composition, the content ratio of the component (G1) in the component (G) is preferably 40% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and may be 100% by mass. When the content ratio of the component (G1) is not less than the lower limit of the above range, the storage stability and the lithography characteristics are excellent.
Moreover, 0.5-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (A) component, and, as for content of (G1) component in a resist composition, 1-20 mass parts is more preferable, 2-15 mass parts Is more preferable. When the content of the component (G1) is in the above range, the lithography properties are excellent.
[(G2)成分]
(G2)成分は、上記(G1)成分に該当せず、該(G2)成分自体が酸性を有し、プロトン供与体として作用するものである。このような(G2)成分としては、塩を形成していない非イオン性の酸が挙げられる。
(G2)成分としては、基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させ得る酸強度を有する酸であれば特に限定されるものではないが、(G2)成分のなかで好適なものとしては、たとえば基材成分の酸解離性基との反応性や、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性が増大しやすいことから、イミン系の酸またはスルホン酸系の化合物が好ましく、スルホニルイミド、ビス(アルキルスルホニル)イミド、トリス(アルキルスルホニル)メチド、又はこれらのフッ素原子を有するもの等が挙げられる。
特に、下記一般式(G2−1)〜(G2−3)のいずれかで表される化合物(中でも一般式(G2−2)で表される化合物が好ましい)、前述の一般式(b1)〜(b9)のいずれかで表されるアニオンの「−SO3 −」が「−SO3H」になった化合物、前述の一般式(G1a−3)または(G1a−4)で表されるアニオンの「N−」が「NH」になった化合物、カンファースルホン酸等が好ましい。その他、フッ素化アルキル基含有カルボン酸、高級脂肪酸、高級アルキルスルホン酸、高級アルキルアリールスルホン酸等の酸成分が挙げられる。
[(G2) component]
The component (G2) does not correspond to the component (G1), and the component (G2) itself has an acidity and acts as a proton donor. Examples of such component (G2) include nonionic acids that do not form a salt.
The component (G2) is not particularly limited as long as it is an acid having an acid strength capable of increasing the solubility of the base component (A) in an alkaline developer, but is suitable among the components (G2). For example, an imine acid or a sulfonic acid compound is preferred because the reactivity with the acid dissociable group of the base component and the solubility of the resist film in an alkaline developer are likely to increase. , Bis (alkylsulfonyl) imide, tris (alkylsulfonyl) methide, or those having a fluorine atom.
In particular, a compound represented by any one of the following general formulas (G2-1) to (G2-3) (in particular, a compound represented by the general formula (G2-2) is preferable), the above-described general formula (b1) to A compound in which “—SO 3 — ” of the anion represented by any one of (b9) is changed to “—SO 3 H”, an anion represented by the aforementioned general formula (G1a-3) or (G1a-4) Of these, compounds in which “N − ” is “NH”, camphorsulfonic acid, and the like are preferable. Other examples include acid components such as fluorinated alkyl group-containing carboxylic acids, higher fatty acids, higher alkyl sulfonic acids, and higher alkyl aryl sulfonic acids.
前記式(G2−1)で表される化合物としては、たとえば(C4F9SO2)2NH、(C3F7SO2)2NHが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (G2-1) include (C 4 F 9 SO 2 ) 2 NH and (C 3 F 7 SO 2 ) 2 NH.
前記式(G2−2)中、Rfにおけるアルキル基の炭素数は、1〜2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
当該アルキル基中の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
前記式(G2−2)で表される化合物としては、たとえば下記化学式(G2−21)で表される化合物が挙げられる。
In the formula (G2-2), the number of carbon atoms of the alkyl group in R f is preferably 1 to 2, and more preferably 1.
As the alkoxy group in which the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
Examples of the compound represented by the formula (G2-2) include a compound represented by the following chemical formula (G2-21).
前記式(G2−3)中、Rfは、前記式(G2−2)におけるRfと同様である。
前記式(G2−3)で表される化合物としては、たとえば下記化学式(G2−31)で表される化合物が挙げられる。
In the formula (G2-3), the R f, is the same as R f in formula (G2-2).
Examples of the compound represented by the formula (G2-3) include a compound represented by the following chemical formula (G2-31).
フッ素化アルキル基含有カルボン酸としては、たとえばC10F21COOH等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、炭素数8〜20のアルキル基を有する高級脂肪酸が挙げられ、具体的には、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
上記炭素数8〜20のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよく、その鎖中にフェニレン基又は酸素原子等が介在していてもよいし、アルキル基中の水素原子の一部が水酸基やカルボキシ基で置換されていてもよい。
Examples of the fluorinated alkyl group-containing carboxylic acid include C 10 F 21 COOH.
Examples of higher fatty acids include higher fatty acids having an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, and specific examples include dodecanoic acid, tetradecanoic acid, and stearic acid.
The alkyl group having 8 to 20 carbon atoms may be linear or branched, and a phenylene group or an oxygen atom may be interposed in the chain, or hydrogen in the alkyl group. A part of the atoms may be substituted with a hydroxyl group or a carboxy group.
高級アルキルスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは9〜21、より好ましくは12〜18のアルキル基を有するスルホン酸が挙げられ、具体的には、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ステアリン酸スルホン酸等が挙げられる。
高級アルキルアリールスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸等が挙げられ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、デシルナフタレンスルホン酸が挙げられる。
その他の酸成分としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸が挙げられ、具体的には、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸等が挙げられる。
Examples of the higher alkyl sulfonic acid include sulfonic acids having an alkyl group with an average carbon number of preferably 9 to 21, more preferably 12 to 18, and specific examples include decane sulfonic acid, dodecane sulfonic acid, and tetradecane sulfonic acid. , Pentadecane sulfonic acid, stearic acid sulfonic acid and the like.
Examples of the higher alkylaryl sulfonic acid include alkylbenzene sulfonic acid and alkyl naphthalene sulfonic acid having an alkyl group with an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specifically, dodecylbenzene sulfone. Examples include acid and decylnaphthalenesulfonic acid.
Examples of other acid components include alkyl diphenyl ether disulfonic acids having an alkyl group with an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specifically dodecyl diphenyl ether disulfonic acid.
また、上記以外の(G2)成分として、有機カルボン酸、ならびに、リンのオキソ酸およびその誘導体も挙げられる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、当該炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
In addition, as the component (G2) other than the above, organic carboxylic acids, phosphorus oxo acids and derivatives thereof may also be mentioned.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of phosphorus oxo acids include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid. Among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is substituted with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 15 aryl groups and the like.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters such as phenylphosphinic acid.
(G)成分が(G2)成分を含有する場合、(G2)成分は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記のなかでも、(G2)成分としては、スルホニルイミド、ビス(アルキルスルホニル)イミド、トリス(アルキルスルホニル)メチド及びこれらのフッ素原子を有するものからなる群より選択される1種以上を用いることがより好ましく、これらのフッ素原子を有するもの1種以上を用いることが特に好ましい。
また、レジスト組成物が(G2)成分を含有する場合、レジスト組成物中の(G2)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜20質量部が好ましく、1〜15質量部がより好ましく、1〜10質量部がさらに好ましい。(G2)成分の含有量が下限値以上であることにより、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性が増大しやすくなる。他方、(G2)成分の含有量が上限値以下であることにより、良好な感度が得られやすくなる。
(G) When a component contains (G2) component, (G2) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among the above, as the component (G2), it is possible to use one or more selected from the group consisting of sulfonylimide, bis (alkylsulfonyl) imide, tris (alkylsulfonyl) methide, and those having fluorine atoms. More preferably, it is particularly preferable to use one or more of these fluorine atoms.
When the resist composition contains the component (G2), the content of the component (G2) in the resist composition is preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). -15 mass parts is more preferable, and 1-10 mass parts is further more preferable. When the content of the component (G2) is equal to or higher than the lower limit, the solubility of the resist film in the alkaline developer is likely to increase. On the other hand, when the content of the component (G2) is equal to or lower than the upper limit value, good sensitivity is easily obtained.
・・酸発生剤成分;(B)成分
本発明において、酸供給成分(Z)としては、熱又は光などにより分解し、酸として機能する酸発生剤成分(以下「(B)成分」ともいう)も用いることができる。
(B)成分は、上記(G)成分とは異なり、工程(2)での露光や、工程(3)でのベーク(PEB)の後に酸を発生するものである。(B)成分は、そのもの自体が酸性を有している必要はない。
.. Acid generator component; (B) component In the present invention, the acid supply component (Z) is an acid generator component that decomposes by heat or light and functions as an acid (hereinafter also referred to as “component (B)”). ) Can also be used.
The component (B), unlike the component (G), generates an acid after the exposure in the step (2) and the baking (PEB) in the step (3). The component (B) itself does not have to be acidic.
(B)成分は、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
このような酸発生剤としては、加熱により酸を発生する熱酸発生剤、露光により酸を発生する光酸発生剤などが挙げられ、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
これらの酸発生剤成分は、一般的に光酸発生剤(PAG)として知られているが、熱酸発生剤(TAG)としても機能する。したがって、本発明において使用可能な酸発生剤成分としては、従来、化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として公知のものの中から任意のものを利用することができる。
「加熱により酸を発生する熱酸発生剤」とは、好ましくは工程(3)におけるPEB温度以下、具体的には200℃以下、より好ましくは50〜150℃の加熱により酸を発生する成分を意味する。加熱温度がPEB温度以下のものを選択することで、操作が容易となる。また、熱酸発生剤からの酸の発生と基材成分の脱保護反応のそれぞれを異なる温度で制御しやすくなる。より好ましくは50℃以上のものを選択することで、レジスト組成物中での安定性が良好となる。
The component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resists can be used.
Examples of such an acid generator include a thermal acid generator that generates an acid by heating, a photoacid generator that generates an acid by exposure, and the like. Agents, oxime sulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, diazomethane acid generators such as poly (bissulfonyl) diazomethanes, nitrobenzyl sulfonate acid generators, iminosulfonate acid generators, disulfone Various things, such as an acid generator, are known.
These acid generator components are generally known as photoacid generators (PAGs), but also function as thermal acid generators (TAGs). Therefore, as the acid generator component that can be used in the present invention, any of acid generators conventionally known as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.
The “thermal acid generator that generates an acid by heating” is preferably a component that generates an acid by heating at a PEB temperature in the step (3), specifically 200 ° C. or less, more preferably 50 to 150 ° C. means. By selecting a heating temperature that is equal to or lower than the PEB temperature, the operation becomes easy. Moreover, it becomes easy to control each of the generation of acid from the thermal acid generator and the deprotection reaction of the base material component at different temperatures. More preferably, by selecting a material having a temperature of 50 ° C. or higher, the stability in the resist composition is improved.
(B)成分のオニウム塩系酸発生剤としてはアニオン部に、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、及びトリス(アルキルスルホニル)メチドアニオンからなる群より選択される少なくとも一種のアニオン基を有するものが好ましい。さらに具体的には上記(G1)で挙げたものと同様のアニオンが挙げられる。
また、カチオン部には、下記の一般式(b−c1)又は一般式(b−c2)で表されるものが挙げられる。
The onium salt acid generator of component (B) is selected from the group consisting of a sulfonate anion, a carboxylate anion, a sulfonylimide anion, a bis (alkylsulfonyl) imide anion, and a tris (alkylsulfonyl) methide anion in the anion portion. Those having at least one kind of anionic group are preferred. More specifically, the same anions as those mentioned in the above (G1) can be mentioned.
Examples of the cation moiety include those represented by the following general formula (b-c1) or general formula (b-c2).
式(b−c1)中、R1”〜R3”は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基又はアルケニル基を表す。R1”〜R3”のうち、いずれか二つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。 In formula (b-c1), R 1 ″ to R 3 ″ each independently represents an aryl group, alkyl group or alkenyl group which may have a substituent. Any two of R 1 ″ to R 3 ″ may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
R1”〜R3”のアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基;該無置換のアリール基の水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、オキソ基(=O)、アリール基、アルコキシアルキルオキシ基、アルコキシカルボニルアルキルオキシ基、−C(=O)−O−R6’、−O−C(=O)−R7’、−O−R8’等で置換された置換アリール基等が挙げられる。R6’、R7’、R8’は、それぞれ、炭素数1〜25の直鎖状、分岐鎖状若しくは炭素数3〜20の環状の飽和炭化水素基、又は、炭素数2〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基である。
R1”〜R3”において、無置換のアリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
R1”〜R3”の置換アリール基における置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
置換アリール基における置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基であることが最も好ましい。
置換アリール基における置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
置換アリール基における置換基としてのアリール基としては、前記R1”〜R3”のアリール基と同様のものが挙げられる。
As the aryl group for R 1 ″ to R 3 ″, an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms; some or all of the hydrogen atoms of the unsubstituted aryl group are alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, hydroxyl groups , An oxo group (═O), an aryl group, an alkoxyalkyloxy group, an alkoxycarbonylalkyloxy group, —C (═O) —O—R 6 ′, —O—C (═O) —R 7 ′, —O And a substituted aryl group substituted with —R 8 ′ and the like. R 6 ′, R 7 ′ and R 8 ′ are each a linear, branched or cyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms, or a
In R 1 ″ to R 3 ″, the unsubstituted aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specific examples include a phenyl group and a naphthyl group.
The alkyl group as a substituent in the substituted aryl group of R 1 ″ to R 3 ″ is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Most preferably.
As the alkoxy group as a substituent in the substituted aryl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, or a tert-butoxy group. Most preferably it is.
The halogen atom as a substituent in the substituted aryl group is preferably a fluorine atom.
Examples of the aryl group as a substituent in the substituted aryl group include the same aryl groups as those described above for R 1 ″ to R 3 ″.
置換アリール基におけるアルコキシアルキルオキシ基としては、たとえば、
一般式:−O−C(R47)(R48)−O−R49
[式中、R47、R48はそれぞれ独立して水素原子または直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基であり、R49はアルキル基である。]で表される基が挙げられる。
R47、R48において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜5であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
R47、R48は、少なくとも一方が水素原子であることが好ましい。特に、一方が水素原子であり、他方が水素原子またはメチル基であることがより好ましい。
R49のアルキル基としては、好ましくは炭素数が1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。
R49における直鎖状、分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。
R49における環状のアルキル基としては、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
As the alkoxyalkyloxy group in the substituted aryl group, for example,
General formula: -O-C ( R47 ) ( R48 ) -O- R49
[Wherein, R 47 and R 48 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, and R 49 represents an alkyl group. ] Is represented.
In R 47 and R 48 , the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, may be linear or branched, and is preferably an ethyl group or a methyl group, and most preferably a methyl group.
At least one of R 47 and R 48 is preferably a hydrogen atom. In particular, it is more preferable that one is a hydrogen atom and the other is a hydrogen atom or a methyl group.
The alkyl group for R 49 preferably has 1 to 15 carbon atoms and may be linear, branched or cyclic.
The linear or branched alkyl group for R 49 preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. Can be mentioned.
The cyclic alkyl group for R 49 preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc., which may or may not be substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, etc. And a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from the polycycloalkane. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
置換アリール基におけるアルコキシカルボニルアルキルオキシ基としては、たとえば、
一般式:−O−R50−C(=O)−O−R56
[式中、R50は直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキレン基であり、R56は第3級アルキル基である。]で表される基が挙げられる。
R50における直鎖状、分岐鎖状のアルキレン基としては、炭素数が1〜5であることが好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基などが挙げられる。
R56における第3級アルキル基としては、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、1−メチル−1−シクロペンチル基、1−エチル−1−シクロペンチル基、1−メチル−1−シクロヘキシル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−アダマンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロペンチル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロペンチル)−1−メチルペンチル基;1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルエチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルプロピル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルブチル基、1−(1−シクロヘキシル)−1−メチルペンチル基、tert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘキシル基などが挙げられる。
さらに、前記一般式:−O−R50−C(=O)−O−R56におけるR56を、R56’で置き換えた基も挙げられる。R56’は、水素原子、アルキル基、フッ素化アルキル基、又はヘテロ原子を含んでいてもよい脂肪族環式基である。
R56’におけるアルキル基は、前記R49のアルキル基と同様のものが挙げられる。
R56’におけるフッ素化アルキル基は、前記R49のアルキル基中の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
R56’における、ヘテロ原子を含んでいてもよい脂肪族環式基としては、ヘテロ原子を含まない脂肪族環式基、環構造中にヘテロ原子を含む脂肪族環式基、脂肪族環式基中の水素原子がヘテロ原子に置換されたもの等が挙げられる。
R56’について、ヘテロ原子を含まない脂肪族環式基としては、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。モノシクロアルカンとしては、シクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
R56’について、環構造中にヘテロ原子を含む脂肪族環式基として具体的には、前述の式(L1)〜(L6)、(S1)〜(S4)で表される基等が挙げられる。
R56’について、脂肪族環式基中の水素原子がヘテロ原子に置換されたものとして具体的には、脂肪族環式基中の水素原子が酸素原子(=O)に置換されたもの等が挙げられる。
As the alkoxycarbonylalkyloxy group in the substituted aryl group, for example,
General formula: —O—R 50 —C (═O) —O—R 56
[Wherein, R 50 represents a linear or branched alkylene group, and R 56 represents a tertiary alkyl group. ] Is represented.
The linear or branched alkylene group for R 50 preferably has 1 to 5 carbon atoms, such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, or a 1,1-dimethylethylene group. Etc.
As the tertiary alkyl group for R 56 , 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 1-methyl-1-cyclopentyl group, 1-ethyl-1-cyclopentyl group, 1-methyl -1-cyclohexyl group, 1-ethyl-1-cyclohexyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylethyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-adamantyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclopentyl) -1-methylethyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclopentyl) -1-methylpentyl group; 1- (1-cyclohexyl) -1-methylethyl Group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpropyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylbutyl group, 1- (1-cyclohexyl) -1-methylpentyl group, tert-butyl group, tert -Pentyl group, tert-hexyl group and the like.
Moreover, the general formula: the R 56 in the -O-R 50 -C (= O ) -O-R 56, also include groups replaced by R 56 '. R 56 ′ is a hydrogen atom, an alkyl group, a fluorinated alkyl group, or an aliphatic cyclic group that may contain a hetero atom.
Examples of the alkyl group for R 56 ′ include the same alkyl groups as those described above for R 49 .
Examples of the fluorinated alkyl group for R 56 ′ include groups in which some or all of the hydrogen atoms within the alkyl group for R 49 have been substituted with fluorine atoms.
Examples of the aliphatic cyclic group which may contain a hetero atom in R 56 ′ include an aliphatic cyclic group containing no hetero atom, an aliphatic cyclic group containing a hetero atom in the ring structure, and an aliphatic cyclic group. Examples include those in which a hydrogen atom in the group is substituted with a heteroatom.
Regarding R 56 ′, the aliphatic cyclic group containing no hetero atom includes a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as monocycloalkane, bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. Can be mentioned. Examples of the monocycloalkane include cyclopentane and cyclohexane. Examples of the polycycloalkane include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among them, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane is preferable.
Regarding R 56 ′, specific examples of the aliphatic cyclic group containing a hetero atom in the ring structure include groups represented by the aforementioned formulas (L1) to (L6) and (S1) to (S4). It is done.
As for R 56 ′, the hydrogen atom in the aliphatic cyclic group is specifically substituted with a hetero atom, specifically, the hydrogen atom in the aliphatic cyclic group is substituted with an oxygen atom (═O), etc. Is mentioned.
−C(=O)−O−R6’、−O−C(=O)−R7’、−O−R8’におけるR6’、R7’、R8’は、それぞれ、炭素数1〜25の直鎖状、分岐鎖状若しくは炭素数3〜20の環状の飽和炭化水素基、又は、炭素数2〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基である。
直鎖状若しくは分岐鎖状の飽和炭化水素基は、炭素数1〜25であり、炭素数1〜15であることが好ましく、4〜10であることがより好ましい。
直鎖状の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。
分岐鎖状の飽和炭化水素基としては、第3級アルキル基を除き、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
前記直鎖状または分岐鎖状の飽和炭化水素基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、たとえばアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、酸素原子(=O)、シアノ基、カルボキシ基等が挙げられる。
前記直鎖状または分岐鎖状の飽和炭化水素基の置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記直鎖状または分岐鎖状の飽和炭化水素基の置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記直鎖状または分岐鎖状の飽和炭化水素基の置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記直鎖状または分岐鎖状の飽和炭化水素基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
R6’、R7’、R8’における炭素数3〜20の環状の飽和炭化水素基としては、多環式基、単環式基のいずれでもよく、例えば、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカン等のポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
該環状の飽和炭化水素基は、置換基を有していてもよい。たとえば当該環状のアルキル基が有する環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよく、当該環状のアルキル基が有する環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。
前者の例としては、前記モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンの環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された複素シクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が挙げられる。また、前記環の構造中にエステル結合(−C(=O)−O−)を有していてもよい。具体的には、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基等のラクトン含有単環式基や、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基等のラクトン含有多環式基等が挙げられる。
後者の例における置換基としては、上述した直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基として挙げたものと同様のもの、低級アルキル基等が挙げられる。
また、R6’、R7’、R8’は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と、環状アルキル基との組み合わせであってもよい。
直鎖状または分岐鎖状のアルキル基と環状アルキル基との組合せとしては、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基に置換基として環状のアルキル基が結合した基、環状のアルキル基に置換基として直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が結合した基等が挙げられる。
R6’、R7’、R8’における直鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。
R6’、R7’、R8’における分岐鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
該直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族不飽和炭化水素基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が有していてもよい置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
R7’、R8’においては、上記のなかでも、リソグラフィー特性、レジストパターン形状が良好であることから、炭素数1〜15の直鎖状若しくは分岐鎖状の飽和炭化水素基、又は炭素数3〜20の環状の飽和炭化水素基が好ましい。
-C (= O) -O-R 6 ', -O-C (= O) -R 7', 'R 6 in' -O-R 8, R 7 ', R 8' are each
The linear or branched saturated hydrocarbon group has 1 to 25 carbon atoms, preferably 1 to 15 carbon atoms, and more preferably 4 to 10 carbon atoms.
Examples of the linear saturated hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
Examples of the branched saturated hydrocarbon group excluding the tertiary alkyl group include, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3 -Methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like can be mentioned.
The linear or branched saturated hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, an oxygen atom (═O), a cyano group, and a carboxy group.
As the alkoxy group as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, An n-butoxy group and a tert-butoxy group are preferable, and a methoxy group and an ethoxy group are most preferable.
Examples of the halogen atom as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
As the halogenated alkyl group as a substituent of the linear or branched saturated hydrocarbon group, part or all of the hydrogen atoms of the linear or branched saturated hydrocarbon group are the halogen atoms. And a group substituted with.
The cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in R 6 ′, R 7 ′, and R 8 ′ may be either a polycyclic group or a monocyclic group. A group in which one hydrogen atom has been removed from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. More specifically, one hydrogen atom was removed from a monocycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane, and a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Group and the like.
The cyclic saturated hydrocarbon group may have a substituent. For example, part of the carbon atoms constituting the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a heteroatom, or the hydrogen atom bonded to the ring of the cyclic alkyl group may be substituted with a substituent. Good.
Examples of the former include one or more hydrogen atoms from a heterocycloalkane in which a part of the carbon atoms constituting the ring of the monocycloalkane or polycycloalkane is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Examples include groups other than atoms. The ring structure may have an ester bond (—C (═O) —O—). Specifically, a lactone-containing monocyclic group such as a group obtained by removing one hydrogen atom from γ-butyrolactone, or a group obtained by removing one hydrogen atom from a bicycloalkane, tricycloalkane, or tetracycloalkane having a lactone ring. And other lactone-containing polycyclic groups.
Examples of the substituent in the latter example include the same as those described above as the substituent that the linear or branched alkyl group may have, a lower alkyl group, and the like.
R 6 ′, R 7 ′, and R 8 ′ may be a combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group.
A combination of a linear or branched alkyl group and a cyclic alkyl group includes a group in which a cyclic alkyl group is bonded as a substituent to a linear or branched alkyl group, and a substituent to the cyclic alkyl group. And a group having a linear or branched alkyl group bonded thereto.
Examples of the linear aliphatic unsaturated hydrocarbon group for R 6 ′, R 7 ′, and R 8 ′ include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group.
Examples of the branched aliphatic unsaturated hydrocarbon group for R 6 ′, R 7 ′, and R 8 ′ include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
The linear or branched aliphatic unsaturated hydrocarbon group may have a substituent. Examples of the substituent include the same ones as those exemplified as the substituent which the linear or branched alkyl group may have.
Among R 7 ′ and R 8 ′, among them, the lithography characteristics and the resist pattern shape are good, so that the linear or branched saturated hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, or the carbon number 3-20 cyclic saturated hydrocarbon groups are preferred.
R1”〜R3”のアルキル基としては、たとえば、炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。なかでも、解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デシル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。 Examples of the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″ include a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Especially, it is preferable that it is C1-C5 from the point which is excellent in resolution. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, a nonyl group, and a decyl group. A methyl group is preferable because it is excellent in resolution and can be synthesized at low cost.
R1”〜R3”のアルケニル基としては、たとえば、炭素数2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましい。具体的には、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。 As an alkenyl group of R < 1 >"-R< 3 >", it is preferable that it is C2-C10, for example, 2-5 are more preferable, and 2-4 are more preferable. Specific examples include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a butynyl group, a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group.
R1”〜R3”のうち、いずれか二つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。 When any two of R 1 ″ to R 3 ″ are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, it is preferable that a 3 to 10 membered ring including the sulfur atom is formed, It is particularly preferable to form a 5- to 7-membered ring.
前記式(b−c1)で表される化合物におけるカチオン部のなかで好適なものとして、具体的には以下に示すものが挙げられる。 Specific examples of the cation moiety in the compound represented by the formula (b-c1) include those shown below.
前記式(b−c2)中、R5”〜R6”は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基又はアルケニル基を表す。
R5”〜R6”のアリール基としては、R1”〜R3”のアリール基と同様のものが挙げられる。
R5”〜R6”のアルキル基としては、R1”〜R3”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
R5”〜R6”のアルケニル基としては、R1”〜R3”のアルケニル基と同様のものが挙げられる。
前記式(b−c2)で表される化合物におけるカチオン部の具体例としては、ジフェニルヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム等が挙げられる。
In the formula (b-c2), R 5 ″ to R 6 ″ each independently represents an aryl group, an alkyl group or an alkenyl group which may have a substituent.
As the aryl group for R 5 ″ to R 6 ″, the same as the aryl groups for R 1 ″ to R 3 ″ can be used.
Examples of the alkyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same as the alkyl group for R 1 ″ to R 3 ″.
Examples of the alkenyl group for R 5 ″ to R 6 ″ include the same alkenyl groups for R 1 ″ to R 3 ″.
Specific examples of the cation moiety in the compound represented by the formula (b-c2) include diphenyliodonium and bis (4-tert-butylphenyl) iodonium.
本明細書において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射(露光)によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。 In this specification, the oxime sulfonate acid generator is a compound having at least one group represented by the following general formula (B-1), and has a property of generating an acid upon irradiation (exposure) of radiation. It is what you have. Such oxime sulfonate-based acid generators are frequently used for chemically amplified resist compositions, and can be arbitrarily selected and used.
R31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
R31の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部若しくは全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
R31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
R32の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
R32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
The organic groups of R 31 and R 32 are groups containing carbon atoms, and atoms other than carbon atoms (for example, hydrogen atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, etc.), etc.) You may have.
As the organic group for R 31, a linear, branched, or cyclic alkyl group or aryl group is preferable. These alkyl groups and aryl groups may have a substituent. There is no restriction | limiting in particular as this substituent, For example, a fluorine atom, a C1-C6 linear, branched or cyclic alkyl group etc. are mentioned. Here, “having a substituent” means that part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or aryl group are substituted with a substituent.
As an alkyl group, C1-C20 is preferable, C1-C10 is more preferable, C1-C8 is more preferable, C1-C6 is especially preferable, and C1-C4 is the most preferable. As the alkyl group, a partially or completely halogenated alkyl group (hereinafter sometimes referred to as a halogenated alkyl group) is particularly preferable. The partially halogenated alkyl group means an alkyl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated alkyl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an alkyl group substituted with Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. That is, the halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The aryl group preferably has 4 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. As the aryl group, a partially or completely halogenated aryl group is particularly preferable. The partially halogenated aryl group means an aryl group in which a part of hydrogen atoms is substituted with a halogen atom, and the fully halogenated aryl group means that all of the hydrogen atoms are halogen atoms. Means an aryl group substituted with.
R 31 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms having no substituent or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
As the organic group for R 32, a linear, branched, or cyclic alkyl group, aryl group, or cyano group is preferable. As the alkyl group and aryl group for R 32, the same alkyl groups and aryl groups as those described above for R 31 can be used.
R 32 is particularly preferably a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having no substituent, or a fluorinated alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。 More preferable examples of the oxime sulfonate-based acid generator include compounds represented by the following general formula (B-2) or (B-3).
前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
R33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
R33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
R34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
R34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していてもよい。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
R35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
R35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
In the general formula (B-2), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 33 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and carbon atoms.
R 33 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 33 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred.
As the aryl group of R 34 , one hydrogen atom is removed from an aromatic hydrocarbon ring such as a phenyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a phenanthryl group. And a heteroaryl group in which a part of carbon atoms constituting the ring of these groups is substituted with a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. Among these, a fluorenyl group is preferable.
The aryl group of R 34 may have a substituent such as an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, or an alkoxy group. The alkyl group or halogenated alkyl group in the substituent preferably has 1 to 8 carbon atoms, and more preferably 1 to 4 carbon atoms. The halogenated alkyl group is preferably a fluorinated alkyl group.
The alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 35 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
R 35 is preferably a halogenated alkyl group, more preferably a fluorinated alkyl group.
The fluorinated alkyl group for R 35 is preferably such that the hydrogen atom of the alkyl group is 50% or more fluorinated, more preferably 70% or more fluorinated, and 90% or more fluorinated. Particularly preferred is the strength of the acid generated. Most preferably, it is a fully fluorinated alkyl group in which a hydrogen atom is 100% fluorine-substituted.
前記一般式(B−3)において、R36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
R37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
R38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は、好ましくは2である。
In the general formula (B-3), the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 36 is the same as the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent for R 33. Is mentioned.
Examples of the divalent or trivalent aromatic hydrocarbon group for R 37 include groups obtained by further removing one or two hydrogen atoms from the aryl group for R 34 .
Examples of the alkyl group or halogenated alkyl group having no substituent of R 38 include the same alkyl groups or halogenated alkyl groups as those having no substituent of R 35 .
p ″ is preferably 2.
オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、国際公開第04/074242号(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Specific examples of the oxime sulfonate acid generator include α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (p-chlorobenzenesulfonyloxyimino) -benzyl cyanide, α- (4-nitrobenzenesulfonyloxy). Imino) -benzylcyanide, α- (4-nitro-2-trifluoromethylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-chlorobenzylcyanide, α- (benzenesulfonyl) Oxyimino) -2,4-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -2,6-dichlorobenzyl cyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -4-methoxybenzyl cyanide, α- ( 2-Chlorobenzenesulfonyloxyimino) 4-methoxybenzylcyanide, α- (benzenesulfonyloxyimino) -thien-2-ylacetonitrile, α- (4-dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -benzylcyanide, α-[(p-toluenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α-[(dodecylbenzenesulfonyloxyimino) -4-methoxyphenyl] acetonitrile, α- (tosyloxyimino) -4-thienyl cyanide, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclo Pentenyl acetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cycloheptenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -1-cyclooctene Acetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -ethylacetonitrile, α- (propyl Sulfonyloxyimino) -propylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclopentylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -cyclohexylacetonitrile, α- (cyclohexylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- ( Ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclope Nthenyl acetonitrile, α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclopentenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (isopropylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile , Α- (n-butylsulfonyloxyimino) -1-cyclohexenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (methylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (trifluoro Methylsulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (trifluoromethylsulfonyloxyimino) -p-methoxyphenylacetonitrile, α- (ethylsulfonyloxyimino) -p- Butoxy phenylacetonitrile, alpha-(propylsulfonyl oxyimino)-p-methylphenyl acetonitrile, alpha-like (methylsulfonyloxyimino)-p-bromophenyl acetonitrile.
Further, an oxime sulfonate-based acid generator disclosed in JP-A-9-208554 (paragraphs [0012] to [0014] [Chemical Formula 18] to [Chemical Formula 19]), International Publication No. 04/074242 (65). An oxime sulfonate-based acid generator disclosed in Examples 1 to 40) on page ˜85 can also be suitably used.
Moreover, the following can be illustrated as a suitable thing.
ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
Among diazomethane acid generators, specific examples of bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes include bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Examples include bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and the like.
Further, diazomethane acid generators disclosed in JP-A-11-035551, JP-A-11-035552, and JP-A-11-035573 can also be suitably used.
Examples of poly (bissulfonyl) diazomethanes include 1,3-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane and 1,4-bis (phenylsulfonyldiazo) disclosed in JP-A-11-322707. Methylsulfonyl) butane, 1,6-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (phenylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, 1,2-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) ethane, 1,3 -Bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) propane, 1,6-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) hexane, 1,10-bis (cyclohexylsulfonyldiazomethylsulfonyl) decane, etc. Door can be.
(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、レジスト組成物中の(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、(B)成分が熱酸発生剤の場合は、0.5〜30質量部が好ましく、1〜20質量部がより好ましい。(B)成分が光酸発生剤の場合は、0.5〜30質量部が好ましく、1〜20質量部がより好ましい。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、(B)成分の含有量が下限値以上であると、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性が増大しやすくなり、解像性がより向上する。他方、上限値以下であると、感度が良好となるため好ましい。また、光酸発生剤の場合は、上限値以下とすることでレジスト膜の透明性が良好となる。
As the component (B), one type of acid generator described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) in the resist composition is 100 parts by weight of the component (A), when the component (B) is a thermal acid generator. 0.5-30 mass parts is preferable, and 1-20 mass parts is more preferable. (B) When a component is a photo-acid generator, 0.5-30 mass parts is preferable, and 1-20 mass parts is more preferable. By setting it within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Further, when the content of the component (B) is at least the lower limit value, the solubility of the resist film in an alkaline developer is likely to increase, and the resolution is further improved. On the other hand, it is preferable that it is not more than the upper limit value because the sensitivity becomes good. In the case of a photoacid generator, the transparency of the resist film is improved by setting it to the upper limit value or less.
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(G)成分と(B)成分との合計に対する(B)成分の含有割合は、50質量%以下であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。 When the resist composition contains the component (B), the content ratio of the component (B) with respect to the total of the component (G) and the component (B) is preferably 50% by mass or less, and 20% by mass or more. More preferably.
・その他の成分
本発明のレジスト組成物には、前述した成分以外の成分、たとえば酸増殖剤成分、フッ素添加剤、アミン等を配合してもよい。
-Other components In the resist composition of this invention, you may mix | blend components other than the component mentioned above, for example, an acid multiplication agent component, a fluorine additive, an amine, etc.
・・酸増殖剤成分;(H)成分
本発明において、(H)成分は酸によって分解されて遊離酸が生成し、この遊離酸によって(H)成分はさらに分解されて遊離酸を生成する。このようにして、酸の作用により、(H)成分は連鎖的に分解し、多数の遊離酸分子を生成する。
.. Acid Proliferator Component; (H) Component In the present invention, the (H) component is decomposed by an acid to produce a free acid, and the (H) component is further decomposed by this free acid to produce a free acid. In this way, due to the action of the acid, the component (H) is decomposed in a chain manner to generate a large number of free acid molecules.
(H)成分としては、酸の作用により分解し、新たに酸を自ら発生させて自己触媒的に酸を増殖するものであればよく、たとえば架橋炭素環骨格構造を有する化合物が好適なものとして挙げられる。
ここで、「架橋炭素環骨格構造を有する化合物」とは、その分子内に複数の炭素環同士の橋かけ結合による構造(以下単に「架橋炭素環」ということがある。)を有する化合物を示す。
該架橋炭素環骨格構造を有する化合物は、橋かけ結合を有していることにより、分子が剛直化され、該化合物の熱安定性が向上する。
炭素環の個数としては、2〜6個が好ましく、より好ましくは2〜3個である。
架橋炭素環は、その水素原子の一部又は全部が、アルキル基、アルコキシ基等で置換されていてもよい。当該アルキル基としては、炭素数1〜6が好ましく、1〜3がより好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。当該アルコキシ基としては、炭素数1〜6が好ましく、1〜3がより好ましく、具体的にはメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。また、架橋炭素環は、二重結合等の不飽和結合を有していてもよい。
The component (H) may be any component as long as it decomposes by the action of an acid and newly generates an acid itself to proliferate the acid in an autocatalytic manner. For example, a compound having a crosslinked carbocyclic skeleton structure is suitable. Can be mentioned.
Here, the “compound having a bridged carbocyclic skeleton structure” refers to a compound having a structure (hereinafter sometimes simply referred to as “bridged carbocycle”) formed by a bridge bond between a plurality of carbocycles in the molecule. .
The compound having the bridged carbocyclic skeleton structure has a bridging bond, whereby the molecule is stiffened and the thermal stability of the compound is improved.
The number of carbocycles is preferably 2-6, more preferably 2-3.
In the bridged carbocycle, part or all of the hydrogen atoms may be substituted with an alkyl group, an alkoxy group or the like. As the said alkyl group, C1-C6 is preferable, 1-3 are more preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned specifically ,. As the said alkoxy group, C1-C6 is preferable, 1-3 are more preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, etc. are mentioned specifically ,. Moreover, the bridge | crosslinking carbocycle may have unsaturated bonds, such as a double bond.
本発明において、架橋炭素環は、その環上に、水酸基と、該水酸基が結合している炭素原子の隣接位の炭素原子に下記一般式(Hs)で表されるスルホナート基とを有するものが特に好ましい。 In the present invention, the bridged carbocycle has a hydroxyl group and a sulfonate group represented by the following general formula (Hs) on the carbon atom adjacent to the carbon atom to which the hydroxyl group is bonded. Particularly preferred.
前記式(Hs)中、R0は、脂肪族基、芳香族基又は複素環式基を示す。
R0において、脂肪族基としては、たとえば鎖状もしくは環状のアルキル基またはアルケニル基が挙げられ、炭素数は1〜12が好ましく、より好ましくは1〜10である。
芳香族基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよく、具体的には、たとえばアリール基等が挙げられる。
複素環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよく、従来公知の各種の複素環式化合物から誘導されるものが挙げられる。
上記の脂肪族基、芳香族基及び複素環式基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、置換アミノ基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
前記脂肪族基及び前記芳香族基として具体的には、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アシル基、ヘキシル基、ビニル基、プロピレン基、アリル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、ビシクロ炭化水素基、トリシクロ炭化水素基、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基又はそれらの置換体等が挙げられる。
前記複素環式基としては、各種の複素環式化合物、たとえばフラン、チオフェン、ピロール、ベンゾフラン、チオナフテン、インドール、カルバゾール等の1つのヘテロ原子を含む五員環化合物又はその縮合環化合物;オキサゾール、チアゾール、ピラゾール等の2つのヘテロ原子を含む五員環化合物又はその縮合環化合物;ピラン、ピロン、クマリン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、アクリジン等の1つのヘテロ原子を含む六員環化合物又はその縮合環化合物;ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、フタルジン等の2つのヘテロ原子を含む六員環化合物又はその縮合環化合物等から誘導された各種のものが挙げられる。
In the formula (Hs), R 0 represents an aliphatic group, an aromatic group, or a heterocyclic group.
In R 0 , examples of the aliphatic group include a chain or cyclic alkyl group or alkenyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 10.
The aromatic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and specific examples thereof include an aryl group.
The heterocyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and examples thereof include those derived from various conventionally known heterocyclic compounds.
The above aliphatic group, aromatic group and heterocyclic group may have a substituent, such as a halogen atom, alkyl group, alkoxy group, amino group, substituted amino group, oxygen atom. (= O) and the like.
Specifically as the aliphatic group and the aromatic group, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, acyl group, hexyl group, vinyl group, propylene group, allyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, A bicyclo hydrocarbon group, a tricyclo hydrocarbon group, a phenyl group, a tolyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a naphthyl group, a naphthylmethyl group, or a substituted product thereof can be exemplified.
Examples of the heterocyclic group include various heterocyclic compounds, for example, 5-membered ring compounds containing one hetero atom such as furan, thiophene, pyrrole, benzofuran, thionaphthene, indole, carbazole, or condensed ring compounds thereof; oxazole, thiazole 5-membered ring compounds containing two heteroatoms such as pyrazole, or condensed ring compounds thereof; 6-membered ring compounds containing one heteroatom such as pyran, pyrone, coumarin, pyridine, quinoline, isoquinoline, acridine, etc. or condensed ring compounds thereof And various derivatives derived from a six-membered ring compound containing two heteroatoms such as pyridazine, pyrimidine, pyrazine, phthalazine or the like, or a condensed ring compound thereof.
本発明において、(H)成分が、その架橋炭素環上に、水酸基と、前記一般式(Hs)で表されるスルホナート基とを有する場合、かかる(H)成分は、酸の作用により分解して、新たに酸(R0SO3H)を発生させる。
このように、一回の反応で1つの酸が増えて、そして、反応の進行に伴って加速的に反応が進み、(H)成分は連鎖的に分解する。
かかる場合において、発生する酸の強度は、酸解離定数(pKa)として3以下であることが好ましく、2以下であることが特に好ましい。pKaが3以下であれば、発生した酸自体が自己分解をより誘起しやすくなる。逆に、これより弱い酸であると、自己分解を引き起こしにくくなる。
上記反応によって遊離される酸(R0SO3H)としては、たとえばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、シクロヘキサンスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、2,2,2−トリフルオロエタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、p−ブロモベンゼンスルホン酸、p−ニトロベンゼンスルホン酸、2−チオフェンスルホン酸、1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。
In the present invention, when the component (H) has a hydroxyl group and a sulfonate group represented by the general formula (Hs) on the bridged carbocycle, the component (H) is decomposed by the action of an acid. Then, a new acid (R 0 SO 3 H) is generated.
Thus, one acid increases in one reaction, and the reaction proceeds at an accelerated speed as the reaction proceeds, and the component (H) is decomposed in a chain.
In such a case, the strength of the acid generated is preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less, as the acid dissociation constant (pKa). If pKa is 3 or less, the generated acid itself is more likely to induce autolysis. Conversely, if the acid is weaker than this, it is difficult to cause autolysis.
Examples of the acid liberated by the above reaction (R 0 SO 3 H) include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, heptanesulfonic acid, octanesulfonic acid, Cyclohexanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, 2,2,2-trifluoroethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, p-bromobenzenesulfonic acid, p-nitrobenzenesulfonic acid, 2- Examples thereof include thiophenesulfonic acid, 1-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid and the like.
(H)成分として、より具体的には、下記一般式(H1)〜(H4)で表される化合物(以下、それぞれの一般式に対応する化合物を、化合物(H1)〜(H4)という。)が挙げられる。 As the component (H), more specifically, compounds represented by the following general formulas (H1) to (H4) (hereinafter, compounds corresponding to the respective general formulas are referred to as compounds (H1) to (H4)). ).
前記一般式(H1)〜(H3)中、R51は、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を示す。R51において、脂肪族基および芳香族基は、上記R0の脂肪族基、芳香族基とそれぞれ同様のものが挙げられる。R51は、なかでも脂肪族基又は芳香族基が好ましく、脂肪族基がより好ましく、なかでも低級アルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。
前記一般式(H1)〜(H4)中、R52は、脂肪族基、芳香族基又は複素環式基を示し、上記R0と同様のものが挙げられる。R52は、なかでも脂肪族基又は芳香族基が好ましく、脂肪族基がより好ましい。
In the general formulas (H1) to (H3), R 51 represents a hydrogen atom, an aliphatic group, or an aromatic group. In R 51 , the aliphatic group and aromatic group are the same as the aliphatic group and aromatic group of R 0 described above. R 51 is preferably an aliphatic group or an aromatic group, more preferably an aliphatic group, particularly preferably a lower alkyl group, and most preferably a methyl group.
In the general formulas (H1) to (H4), R 52 represents an aliphatic group, an aromatic group, or a heterocyclic group, and examples thereof include the same as R 0 described above. R 52 is preferably an aliphatic group or an aromatic group, and more preferably an aliphatic group.
化合物(H1)〜(H4)において、化合物(H1)はビシクロ化合物の1,3位に架橋結合を有し、化合物(H2)および化合物(H3)はビシクロ化合物の1,4位に架橋結合を有し、化合物(H4)はビシクロ化合物(デカリン)の1,6位に架橋結合をそれぞれ有する。
したがって、化合物(H1)〜(H4)において、そのシクロヘキサン環のコンホーメーション変化は高度に抑制され、その環構造は剛直性を示す。
In the compounds (H1) to (H4), the compound (H1) has a crosslinking bond at the 1,3-position of the bicyclo compound, and the compound (H2) and the compound (H3) have a crosslinking bond at the 1,4-position of the bicyclo compound. And the compound (H4) has a cross-linking bond at
Therefore, in the compounds (H1) to (H4), the conformational change of the cyclohexane ring is highly suppressed, and the ring structure exhibits rigidity.
かかる(H)成分において、たとえば化合物(H1)〜(H4)等の、架橋炭素環上に、水酸基と、該水酸基が結合している炭素原子の隣接位の炭素原子に前記一般式(Hs)で表されるスルホナート基とを有する化合物は、ジオール化合物に、スルホン酸のハロゲン化物を作用させることによって容易に合成される。このジオール化合物には、シス、トランス2つの異性体が存在するが、シス異性体の方が熱的により安定であり、好適に用いられる。また、当該化合物は、酸が共存しない限り安定に保存することができる。 In the component (H), for example, the general formula (Hs) is bonded to a hydroxyl group and a carbon atom adjacent to the carbon atom to which the hydroxyl group is bonded on the bridged carbocycle such as the compounds (H1) to (H4). A compound having a sulfonate group represented by the above is easily synthesized by allowing a sulfonic acid halide to act on a diol compound. This diol compound has two isomers, cis and trans. The cis isomer is more thermally stable and is preferably used. In addition, the compound can be stably stored as long as no acid is present.
(H)成分の好適な具体例を以下に挙げる。 Preferred specific examples of the component (H) are listed below.
(H)成分としては、上記のなかでも、本発明の効果(解像性)、リソグラフィー特性が良好なことから、化合物(H1)又は化合物(H2)が好ましく、化合物(H1)がより好ましい。具体的には、化学式(H1−1)〜(H1−9)で表される化合物から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、なかでも化学式(H1−9)で表される化合物が最も好ましい。 As the component (H), among the above, the compound (H1) or the compound (H2) is preferable and the compound (H1) is more preferable because the effects (resolution) and the lithography characteristics of the present invention are good. Specifically, it is preferable to use at least one selected from the compounds represented by the chemical formulas (H1-1) to (H1-9), and the compound represented by the chemical formula (H1-9) is the most preferable. preferable.
(H)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物が(H)成分を含有する場合、(H)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.1〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。(H)成分の含有量が下限値以上であることにより、解像性がより向上する。他方、(H)成分の含有量が上限値以下であることにより、感度がより良好となる。
As the component (H), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition of this invention contains (H) component, it is preferable that content of (H) component is 0.1-30 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, More preferably, it is 20 parts by mass. When the content of the component (H) is equal to or higher than the lower limit, the resolution is further improved. On the other hand, when the content of the component (H) is not more than the upper limit value, the sensitivity becomes better.
(H)成分と(G)成分とを併用する場合、(H)成分と(G)成分との混合割合は、モル比で9:1〜1:9であることが好ましく、9:1〜5:5であることがより好ましく、9:1〜6:4であることが特に好ましい。(H)成分の割合が前記範囲の下限値以上であると、解像性がより向上する。一方、(H)成分の割合が前記範囲の上限値以下であると、感度がより良好となる。
また、(H)成分と(B)成分とを併用する場合、(H)成分と(B)成分との混合割合は、モル比で9:1〜1:9であることが好ましく、9:1〜5:5であることがより好ましく、9:1〜6:4であることが特に好ましい。(H)成分の割合が前記範囲の下限値以上であると、解像性がより向上する。一方、(H)成分の割合が前記範囲の上限値以下であると、感度がより良好となる。
When the component (H) and the component (G) are used in combination, the mixing ratio of the component (H) and the component (G) is preferably 9: 1 to 1: 9 in terms of molar ratio, 5: 5 is more preferable, and 9: 1 to 6: 4 is particularly preferable. When the ratio of the component (H) is equal to or greater than the lower limit of the above range, the resolution is further improved. On the other hand, when the ratio of the component (H) is equal to or lower than the upper limit of the above range, the sensitivity becomes better.
Moreover, when using together (H) component and (B) component, it is preferable that the mixing ratio of (H) component and (B) component is 9: 1 to 1: 9 by molar ratio, 9: It is more preferably 1 to 5: 5, and particularly preferably 9: 1 to 6: 4. When the ratio of the component (H) is equal to or greater than the lower limit of the above range, the resolution is further improved. On the other hand, when the ratio of the component (H) is equal to or lower than the upper limit of the above range, the sensitivity becomes better.
・・フッ素添加剤;(F)成分
本発明のレジスト組成物においては、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を配合できる。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。かかる重合体としては、構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記式(f1−1)で表される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体、であることが好ましい。ここで、下記式(f1−1)で表される構成単位と共重合される前記構成単位(a1)としては、前記式(a1−0−11)で表される構成単位が好ましく、前記式(a1−1−02)で表される構成単位がより好ましく、前記式(a1−1−32)で表される構成単位が特に好ましい。
..Fluorine additive; (F) component In the resist composition of the present invention, a fluorine additive (hereinafter referred to as "(F) component") can be blended to impart water repellency to the resist film.
As the component (F), for example, a fluorine-containing polymer compound described in JP 2010-002870 A can be used.
More specifically, examples of the component (F) include a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). As such a polymer, a polymer (homopolymer) consisting only of the structural unit (f1); a copolymer of the structural unit represented by the following formula (f1-1) and the structural unit (a1); It is preferable that it is a copolymer of the structural unit represented by (f1-1), the structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the said structural unit (a1). Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit represented by the following formula (f1-1), the structural unit represented by the formula (a1-0-11) is preferable. The structural unit represented by (a1-1-02) is more preferred, and the structural unit represented by the formula (a1-1-32) is particularly preferred.
式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、R45、R46のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。R45、R46の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。R45、R46の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもR45、R46としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、a1は1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In formula (f1-1), R is the same as described above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), examples of the halogen atom for R 45 and R 46 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R 45 and R 46 include the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R 45 and R 46 include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom. Can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Especially, as R < 45 >, R <46 >, a hydrogen atom, a fluorine atom, or a C1-C5 alkyl group is preferable, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group is preferable.
In formula (f1-1), a1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
式(f1−1)中、R7”はフッ素原子を含む有機基であって、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、R7”としては、炭素数1〜5のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH2−CF3、−CH2−CF2−CF3、−CH(CF3)2、−CH2−CH2−CF3、−CH2−CH2−CF2−CF2−CF2−CF3が最も好ましい。
In formula (f1-1), R 7 ″ is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. The carbon number of 1 to 10 is particularly preferable.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom preferably has 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group fluorinated, more preferably 50% or more fluorinated, and 60% or more. Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure is increased.
Among these, as R 7 ″, a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms is particularly preferable, and a methyl group, —CH 2 —CF 3 , —CH 2 —CF 2 —CF 3 , —CH (CF 3 ) 2 , —CH 2 —CH 2 —CF 3 , —CH 2 —CH 2 —CF 2 —CF 2 —CF 2 —CF 3 are most preferred.
(F)成分の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
(F) As for the mass mean molecular weight (Mw) (polystyrene conversion reference | standard by a gel permeation chromatography), 1000-50000 are preferable, 5000-40000 are more preferable, and 10000-30000 are the most preferable. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and if it is above the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
The dispersity (Mw / Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.
(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のレジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
(F) A component may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
When the resist composition of this invention contains (F) component, content of (F) component is used in the ratio of 0.5-10 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
・・アミン;(D)成分
本発明のレジスト組成物においては、アミン(D)(以下「(D)成分」という。)を配合できる。
レジスト組成物が、酸供給成分として(G)成分を含有する場合、レジスト組成物の液中で、該(G)成分等によって(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増加してしまうおそれがある。この現象の発生は(G)成分等の酸性度を適度なものに調整することにより抑制することも可能であるが、(D)成分を添加し、レジスト組成物液中の(G)成分の酸性度を低下させることによっても抑制することが可能となる。(D)成分を用いる場合であれば、(G)成分等の材料選択の自由度が高まり、好ましい。
加えて、レジスト組成物の保存中に、(D)成分が存在することにより、レジスト組成物液調製後の保存安定性が高まる。また、工程(3)における中和前にレジスト膜から(D)成分が除去されることにより、工程(3)における(C)成分から発生した塩基と(Z)成分由来の酸との中和を、(D)成分が妨げることがないため、特に良好なリソグラフィー特性やパターン形状を得ることができる。
.. Amine; (D) Component In the resist composition of the present invention, amine (D) (hereinafter referred to as “(D) component”) can be blended.
When the resist composition contains the component (G) as an acid supply component, the solubility of the component (A) in the alkaline developer may increase due to the component (G) in the resist composition solution. There is. The occurrence of this phenomenon can be suppressed by adjusting the acidity of the (G) component or the like to an appropriate level, but the (D) component is added and the (G) component in the resist composition liquid is added. It can also be suppressed by reducing the acidity. When the component (D) is used, the degree of freedom in selecting a material such as the component (G) is increased, which is preferable.
In addition, the storage stability after preparation of the resist composition solution is enhanced by the presence of the component (D) during storage of the resist composition. Moreover, the (D) component is removed from the resist film before the neutralization in the step (3), so that the base generated from the (C) component in the step (3) and the acid derived from the (Z) component are neutralized. Since the component (D) is not hindered, particularly good lithography properties and pattern shapes can be obtained.
(D)成分としては、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、(D)成分としては、そのpKaが上述した(G1)成分のカチオンのpKaと同等又はそれ以下であるものが好ましい。即ち、(D)成分のpKaは、7以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましい。
レジスト組成物が(G1)成分を含有する場合は、(G1)成分のカチオンと(D)成分とが塩交換を起こさないようにするため、(D)成分は、(G1)成分のカチオンのpKaと同等又はそれ以下であるものがさらに好ましい。
レジスト組成物が(G2)成分を含有する場合は、(G2)成分の酸性度を極端に低下させないよう、(D)成分はその塩基性が低い方が好ましく、そのpKaは7以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましい。
かかるpKaを充足する(D)成分としては、上記(G1)成分についての説明で例示した式(G1c−1)において、窒素原子(N)に結合した「H+」を1つ除いたアミンが挙げられる。具体的には、上記の式(G1c−11)及び(G1c−13)で挙げた具体例において末端の「NH3 +」が「NH2」となった化合物;上記の式(G1c−12)で挙げた具体例において環中の「NH+」が「N」となった化合物が好ましい。
Since a wide variety of components (D) have already been proposed, any known component may be used. Especially, as (D) component, that whose pKa is equal to or less than pKa of the cation of (G1) component mentioned above is preferable. That is, the pKa of the component (D) is preferably 7 or less, and more preferably 6 or less.
When the resist composition contains the component (G1), in order to prevent salt exchange between the cation of the component (G1) and the component (D), the component (D) is the cation of the component (G1). More preferably, it is equal to or less than pKa.
When the resist composition contains the component (G2), the component (D) preferably has a low basicity so that the acidity of the component (G2) is not extremely reduced, and the pKa is 7 or less. Is preferable, and 6 or less is more preferable.
As the component (D) that satisfies the pKa, in the formula (G1c-1) exemplified in the description of the component (G1), an amine obtained by removing one “H + ” bonded to the nitrogen atom (N) is used. Can be mentioned. Specifically, in the specific examples given in the above formulas (G1c-11) and (G1c-13), a compound in which the terminal “NH 3 + ” is “NH 2 ”; the above formula (G1c-12) In the specific examples mentioned in the above, compounds in which “NH + ” in the ring is “N” are preferred.
加えて、(D)成分は、比較的低い沸点を有するアミンであることが好ましい。比較的低い沸点を有するアミンを用いることにより、工程(1)で支持体上にレジスト膜を形成する際、(D)成分をレジスト膜中から除去することが容易となる。
かかる沸点を充足する(D)成分としては、沸点が130℃以下のアミンが好ましく、100℃以下のアミンがより好ましく、90℃以下のアミンが特に好ましい。
In addition, the component (D) is preferably an amine having a relatively low boiling point. By using an amine having a relatively low boiling point, the component (D) can be easily removed from the resist film when the resist film is formed on the support in step (1).
The component (D) that satisfies the boiling point is preferably an amine having a boiling point of 130 ° C. or lower, more preferably an amine having a boiling point of 100 ° C. or lower, and particularly preferably an amine having a boiling point of 90 ° C. or lower.
上記のpKa及び沸点を充足する(D)成分の具体例としては、トリフルオロエチルアミン(2,2,2−トリフルオロエチルアミン)、ペンタフルオロプロピルアミン(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアミン)、ヘプタフルオロブチルアミン(1H,1H−ヘプタフルオロブチルアミン)、ノナフルオロペンチルアミン(1H,1H−ノナフルオロペンチルアミン)、ウンデカフルオロヘキシルアミン(1H,1H−ウンデカフルオロヘキシルアミン)、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)アミン、ビス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)アミン、1−(2,2,2−トリフルオロエチル)ピロリジン等のフッ素化アルキル基を有する脂肪族アミン化合物;ピリジン、ペンタフルオロピリジン等のピリジン系化合物;オキサゾール、イソオキサゾール等のオキサゾール系化合物などが挙げられる。 Specific examples of the component (D) that satisfies the above pKa and boiling point include trifluoroethylamine (2,2,2-trifluoroethylamine), pentafluoropropylamine (2,2,3,3,3-pentafluoro). Propylamine), heptafluorobutylamine (1H, 1H-heptafluorobutylamine), nonafluoropentylamine (1H, 1H-nonafluoropentylamine), undecafluorohexylamine (1H, 1H-undecafluorohexylamine), bis Fluorinated alkyl such as (2,2,2-trifluoroethyl) amine, bis (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) amine, 1- (2,2,2-trifluoroethyl) pyrrolidine Aliphatic amine compounds having a group; pyridine such as pyridine and pentafluoropyridine Emissions-based compounds; oxazole, like oxazole-based compounds such isoxazole.
(D)成分は、一種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.01〜20.0質量部であることが好ましく、1〜15質量部がより好ましく、2〜10質量部が特に好ましい。上記範囲とすることにより、保存安定性を向上させることができ、得られるリソグラフィー特性やレジストパターン形状も向上する。
(D) A component may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
When the resist composition of this invention contains (D) component, it is preferable that content of (D) component is 0.01-20.0 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component. 1 to 15 parts by mass is more preferable, and 2 to 10 parts by mass is particularly preferable. By setting it as the said range, storage stability can be improved and the lithography characteristic and resist pattern shape which are obtained also improve.
本発明のレジスト組成物には、さらに、所望により、混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料、増感剤、塩基増殖剤などを適宜、添加含有させることができる。 The resist composition of the present invention may further contain, if desired, miscible additives such as an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coatability, a dissolution inhibitor, A plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent, a dye, a sensitizer, a base proliferating agent, and the like can be appropriately added and contained.
増感剤として具体的には、ベンゾフェノン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン等のベンゾベンゾフェノン系増感剤;カルバゾール系増感剤、アセトフェン系増感剤、ナフタレン系増感剤、フェノール系増感剤、9−エトキシアントラセン等のアントラセン系増感剤、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン、フェノチアジン、アントロン等の公知の増感剤を用いることができる。レジスト組成物中の増感剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜20質量部であることが好ましい。
塩基増殖剤は、塩基の作用により連鎖反応的に分解し、少量の塩基により多量の塩基を発生するものである。このため、塩基増殖剤の配合により、レジスト組成物の感度を向上させることができる。塩基増殖剤としては、たとえば特開2000−330270号公報や、特開2008−174515号公報に記載されるものを用いることができる。
Specific examples of sensitizers include benzobenzophenone sensitizers such as benzophenone and p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone; carbazole sensitizers, acetophene sensitizers, naphthalene sensitizers, and phenol sensitizers. Sensitizers, anthracene sensitizers such as 9-ethoxyanthracene, and known sensitizers such as biacetyl, eosin, rose bengal, pyrene, phenothiazine, and anthrone can be used. It is preferable that content of the sensitizer in a resist composition is 0.5-20 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component.
The base proliferating agent decomposes in a chain reaction by the action of a base and generates a large amount of base with a small amount of base. For this reason, the sensitivity of a resist composition can be improved by mix | blending a base growth agent. As the base proliferating agent, for example, those described in JP-A No. 2000-330270 and JP-A No. 2008-174515 can be used.
・・有機溶剤成分;(S)成分
本発明に用いるレジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下「(S)成分」ともいう)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、γ−ブチロラクトン、PGMEA、PGME、シクロヘキサノン、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。たとえば極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。また、極性溶剤としてPGMEおよびシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:(PGME+シクロヘキサノン)の質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA、EL、または前記PGMEAと極性溶剤との混合溶媒と、γ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
.. Organic solvent component; (S) component The resist composition used in the present invention can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter also referred to as "(S) component").
As the component (S), any component can be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; Monohydric alcohols; compounds having an ester bond, such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ether, monoethyl of the polyhydric alcohols or compound having the ester bond Ether alkyl such as ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having a propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME) among these]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, Esters such as ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl methyl ether, diphenyl ether, Aromatic organics such as dibenzyl ether, phenetol, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene A solvent etc. can be mentioned.
These organic solvents may be used independently and may be used as 2 or more types of mixed solvents.
Of these, γ-butyrolactone, PGMEA, PGME, cyclohexanone, and EL are preferable.
Moreover, the mixed solvent which mixed PGMEA and the polar solvent is also preferable. The blending ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range. For example, when EL is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. Moreover, when mix | blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME becomes like this. Preferably it is 1: 9-9: 1, More preferably, it is 2: 8-8: 2, More preferably, it is 3: 7-7: 3. Further, when PGME and cyclohexanone are blended as polar solvents, the mass ratio of PGMEA: (PGME + cyclohexanone) is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2, and even more preferably 3. : 7 to 7: 3.
In addition, as the component (S), PGMEA, EL or a mixed solvent of PGMEA and a polar solvent and a mixed solvent of γ-butyrolactone are also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The amount of the component (S) used is not particularly limited and is a concentration that can be applied to a substrate or the like, and is appropriately set according to the coating film thickness. Generally, the solid content concentration of the resist composition is It is used in a range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.
以上説明した本発明のレジスト組成物は、アルカリ現像プロセスに用いてネガ型パターンを形成する際に良好に用いることができる。
該ネガ型パターンの形成方法においては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分とを含有するレジスト組成物を、支持体上に塗布してレジスト膜を形成し、該レジスト膜を露光し、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を行う。このとき、前記レジスト膜の露光部では、該レジスト膜に予め供給された酸が、前記露光により前記光塩基発生剤成分から発生した塩基と反応して中和され、一方、前記レジスト膜の未露光部では、前記酸の作用により、基材成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、PEB後のレジスト膜をアルカリ現像すると、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去され、ネガ型パターンが形成される。
かかるネガ型パターンの形成方法においては、レジスト膜に予め供給される酸が、露光前に失活せず、ベーク(PEB)により未露光部で基材成分に有効に作用して、基材成分中の保護基の脱保護が充分に起こることが重要となる。
本発明において採用される高分子化合物(A1)は、構成単位(a1)と構成単位(a2)とを有し、一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合を、該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下としている。これにより、(A1)成分自体のガラス転移温度が高くならないように制御され、加えて、PEBによってレジスト膜内を拡散する酸の拡散性が高まる。この結果、未露光部において、構成単位(a1)中の酸分解性基の分解が生じやすく(すなわち、酸の作用による保護基の脱保護が起こりやすく)なり、未露光部の溶け残り(残渣)が生じにくい。
そのため、(A1)成分を含有するレジスト組成物を用いたかかるネガ型パターンの形成方法によって、ネガ型パターンを高解像性で、かつ、良好な形状で形成できる。
また、本発明のレジスト組成物は、後述の、工程(1)〜(4)を含むレジストパターン形成方法における工程(1)で用いるレジスト組成物として好適である。
The resist composition of the present invention described above can be used favorably when a negative pattern is formed using an alkali development process.
In the method for forming a negative pattern, a resist composition comprising a base material component whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and a photobase generator component that generates a base upon exposure, A resist film is formed by coating on the resist film, and the resist film is exposed and baked (post-exposure baking (PEB)). At this time, in the exposed portion of the resist film, the acid previously supplied to the resist film reacts with the base generated from the photobase generator component by the exposure and is neutralized. In the exposed area, the solubility of the base material component in the alkaline developer is increased by the action of the acid. Therefore, when the resist film after PEB is alkali-developed, the unexposed part of the resist film is dissolved and removed, and a negative pattern is formed.
In such a negative pattern forming method, the acid supplied in advance to the resist film does not deactivate before exposure, and effectively acts on the base material component in the unexposed area by baking (PEB). It is important that sufficient deprotection of the protecting groups therein occur.
The polymer compound (A1) employed in the present invention has the structural unit (a1) and the structural unit (a2), and the proportion of the structural unit (a3) represented by the general formula (a3-1) is as follows: It is made into 10 mol% or less with respect to the sum total of all the structural units which comprise this high molecular compound (A1). Thereby, it controls so that the glass transition temperature of (A1) component itself may not become high, and also the diffusibility of the acid which diffuses in the resist film by PEB increases. As a result, in the unexposed area, the acid-decomposable group in the structural unit (a1) is likely to be decomposed (that is, the protective group is easily deprotected by the action of an acid), and the unexposed area remains undissolved (residue ) Is unlikely to occur.
Therefore, a negative pattern can be formed with a high resolution and a good shape by such a negative pattern forming method using a resist composition containing the component (A1).
Moreover, the resist composition of this invention is suitable as a resist composition used at the process (1) in the resist pattern formation method containing the below-mentioned process (1)-(4).
≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)とを有する高分子化合物(A1)(ただし、下記一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合が該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下であるもの)を含む、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分(C)とを含有するレジスト組成物を、支持体上に塗布してレジスト膜を形成する工程(1)と、前記レジスト膜を露光する工程(2)と、前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)とを含む。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method of the present invention comprises a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid, and a structural unit (a2) containing an —SO 2 -containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group. ) (Wherein the proportion of the structural unit (a3) represented by the following general formula (a3-1) is the sum of all structural units constituting the polymeric compound (A1)) A base component (A) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and a photobase generator component (C) that generates a base upon exposure. Applying the resist composition on the support to form a resist film (1), exposing the resist film (2), and baking after the step (2), the resist film In the exposure part of the The base generated from the photobase generator component (C) and the acid supplied in advance to the resist film are neutralized, and the action of the acid supplied in advance to the resist film in the unexposed portion of the resist film (3) increasing the solubility of the base material component (A) in an alkaline developer, and developing the resist film with an alkali, and forming a negative resist pattern in which the unexposed portions of the resist film are dissolved and removed. Forming (4).
本発明のレジストパターン形成方法においては、前記レジスト組成物が、酸性化合物成分又は酸発生剤成分を含有することが好ましい。
本発明のレジストパターン形成方法において、前記工程(1)で用いられるレジスト組成物としては、前述した本発明のレジスト組成物と同様のものが挙げられる。一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)、高分子化合物(A1)については、前述した構成単位(a3)、高分子化合物(A1)についての説明と同じである。
In the resist pattern formation method of this invention, it is preferable that the said resist composition contains an acidic compound component or an acid generator component.
In the resist pattern forming method of the present invention, examples of the resist composition used in the step (1) include the same resist compositions as those of the present invention described above. The structural unit (a3) and the polymer compound (A1) represented by the general formula (a3-1) are the same as those described above for the structural unit (a3) and the polymer compound (A1).
以下、本発明のレジストパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the resist pattern forming method of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this.
<第一の実施形態>
図1は、本発明のレジストパターン形成方法の一実施形態例を示す。
本実施形態では、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分((A)成分)として前記高分子化合物(A1)と、露光により塩基を発生する光塩基発生剤成分((C)成分)と、酸供給成分((Z)成分)として酸性化合物成分((G)成分)とを含有するレジスト組成物が用いられている。
まず、図1(a)に示すように、当該レジスト組成物を、支持体1上に塗布してレジスト膜2を形成する(工程(1);図1(a))。
次に、前記で形成されたレジスト膜2を、図1(b)に示すように、所定のパターンが形成されたフォトマスク3を介して露光する。これにより、レジスト膜2のうち、露光された領域(露光部)では、露光により(C)成分から塩基が発生する(工程(2);図1(b))。
露光の後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を行う。このベークにより、レジスト膜2のうち、未露光部2bでは、レジスト組成物に(G)成分を配合することによりレジスト膜2に供給された酸((G)成分)の作用によって、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。一方、露光部2aでは、露光により(C)成分から発生した塩基と、前記のレジスト膜2に供給された酸((G)成分)との中和反応が進行するため、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性は変化しないか、変化してもその変化量がわずかである。これにより、露光部2aと未露光部2bとの間にアルカリ現像液に対する溶解速度の差(溶解コントラスト)が生じる(工程(3);図1(c))。
その後、アルカリ現像液による現像を行う。これにより、レジスト膜2の露光部2aが残留し、未露光部2bがアルカリ現像液に溶解除去され、その結果、図1(d)に示すように、支持体1上に、離間配置された複数のレジストパターンから構成されるレジストパターンが形成される(工程(4);図1(d))。
<First embodiment>
FIG. 1 shows an embodiment of a resist pattern forming method of the present invention.
In this embodiment, the polymer compound (A1) as a base material component ((A) component) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid, and a photobase generator component (( A resist composition containing a component (C) and an acidic compound component (component (G)) as an acid supply component (component (Z)) is used.
First, as shown to Fig.1 (a), the said resist composition is apply | coated on the
Next, as shown in FIG. 1B, the resist
After exposure, baking (post-exposure baking (PEB)) is performed. By this baking, in the
Thereafter, development with an alkali developer is performed. As a result, the exposed
[工程(1)]
本実施形態では、(A1)成分と(C)成分と(G)成分とを含有するレジスト組成物を、支持体1上に塗布してレジスト膜2を形成する。
[Step (1)]
In the present embodiment, a resist composition containing the component (A1), the component (C), and the component (G) is applied on the
支持体1としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体1としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよく、有機系の膜が設けられたものが好ましい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層膜が挙げられる。特に、有機膜が設けられていると、基板上に、高アスペクト比のパターンを容易に形成でき、半導体の製造等において有用である。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層膜)と、少なくとも一層のレジスト膜とを設け、上層のレジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。多層レジスト法には、基本的に、上層のレジスト膜と下層膜との二層構造とする方法と、これらのレジスト膜と下層膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法と、に分けられる。多層レジスト法によれば、下層膜により所要の厚みを確保することにより、レジスト膜を薄膜化し、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
無機系の膜は、たとえばシリコン系材料などの無機系の反射防止膜組成物を基板上に塗工し、焼成等することにより形成できる。
有機系の膜は、たとえば、当該膜を構成する樹脂成分等を有機溶剤に溶解した有機膜形成用材料を、基板上にスピンナー等で塗布し、好ましくは200〜300℃、好ましくは30〜300秒間、より好ましくは60〜180秒間の加熱条件でベーク処理することにより形成できる。このとき用いられる有機膜形成用材料は、レジスト膜のような、光や電子線に対する感受性を必ずしも必要とするものではなく、該感受性を有するものであってもよく、有さないものであってもよい。具体的には、半導体素子や液晶表示素子の製造において一般的に用いられているレジストや樹脂を用いることができる。
また、レジストパターンを用いて有機膜をエッチングすることにより、レジストパターンを有機膜へ転写し、有機膜パターンを形成できるように、有機膜形成用材料は、エッチング、特にドライエッチング可能な有機膜を形成できる材料であることが好ましい。中でも、酸素プラズマエッチング等のエッチングが可能な有機膜を形成できる材料であることが好ましい。このような有機膜形成用材料としては、従来、有機BARCなどの有機膜を形成するために用いられている材料であってよい。例えば、ブリューワサイエンス社製のARCシリーズ、ロームアンドハース社製のARシリーズ、東京応化工業社製のSWKシリーズなどが挙げられる。
The
In addition, the
Here, the multilayer resist method is a method in which at least one organic film (lower film) and at least one resist film are provided on a substrate, and the lower layer is patterned using the resist pattern formed on the upper resist film as a mask. It is said that a high aspect ratio pattern can be formed. In the multilayer resist method, basically, a method having a two-layer structure of an upper resist film and a lower film, and one or more intermediate layers (metal thin film, etc.) are provided between the resist film and the lower film. And a method of forming a multilayer structure of three or more layers. According to the multilayer resist method, by securing a required thickness with the lower layer film, the resist film can be thinned and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
The inorganic film can be formed, for example, by coating an inorganic antireflection film composition such as a silicon-based material on a substrate and baking.
The organic film is, for example, a material for forming an organic film in which a resin component or the like constituting the film is dissolved in an organic solvent is applied onto a substrate with a spinner or the like, preferably 200 to 300 ° C., preferably 30 to 300. It can be formed by baking for 2 seconds, more preferably 60 to 180 seconds. The organic film forming material used at this time does not necessarily require sensitivity to light or an electron beam, such as a resist film, and may or may not have such sensitivity. Also good. Specifically, resists and resins generally used in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements can be used.
In addition, the organic film forming material is an organic film that can be etched, particularly dry-etched, so that the organic film pattern can be formed by etching the organic film using the resist pattern. A material that can be formed is preferred. Among these, a material capable of forming an organic film capable of etching such as oxygen plasma etching is preferable. Such an organic film forming material may be a material conventionally used for forming an organic film such as an organic BARC. Examples include the ARC series manufactured by Brewer Science, the AR series manufactured by Rohm and Haas, and the SWK series manufactured by Tokyo Ohka Kogyo.
本実施形態において、レジスト組成物に含まれる(G)成分は、後述の工程(3)において、ベーク(PEB)により酸として作用する。そして、この酸((G)成分)が、レジスト膜2の露光部2aでは、露光により(C)成分から発生した塩基と中和し、未露光部2bでは、(A1)成分に作用して、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる。
かかるレジスト組成物の詳細については、前述した本発明のレジスト組成物と同様である。
In this embodiment, the component (G) contained in the resist composition acts as an acid by baking (PEB) in the step (3) described later. The acid ((G) component) is neutralized with the base generated from the (C) component by exposure in the exposed
The details of the resist composition are the same as those of the above-described resist composition of the present invention.
レジスト組成物を、支持体1上に塗布してレジスト膜2を形成する方法としては、特に限定されず、従来公知の方法により形成できる。
たとえばレジスト組成物を、スピンコーターを用いたスピンコート法、バーコーターを用いたバーコート法等の従来公知の方法を用いて支持体1上に塗布し、クーリングプレート上等での常温での乾燥、又はプレベーク(PAB)を行い、レジスト膜2を形成できる。
本発明において、「プレベーク」とは、レジスト組成物を、支持体上に塗布した後から露光するまでの間に行う、ホットプレート等による70℃以上の加熱処理をいう。
プレベーク処理を行う場合、温度条件は80〜150℃が好ましく、80〜100℃がより好ましい。ベーク処理の時間は40〜120秒間が好ましく、より好ましくは60〜90秒間である。プレベークを行うことにより、レジスト膜厚が厚膜に設定される場合でも有機溶剤を揮発させやすい。
レジスト組成物の乾燥を常温で行い、プレベークを行わないことにより、レジストパターン形成の工程数を削減することができ、且つ、得られるレジストパターンの解像性を高めることができる。
プレベークの有無については、用いるレジスト組成物の材料や、形成するパターンのターゲットから、上記利点等を鑑みて、適宜決定すればよい。
The method for applying the resist composition on the
For example, the resist composition is applied onto the
In the present invention, “pre-baking” refers to a heat treatment at 70 ° C. or higher using a hot plate or the like, which is performed after the resist composition is coated on a support and before exposure.
When performing a prebaking process, 80-150 degreeC is preferable and, as for temperature conditions, 80-100 degreeC is more preferable. The baking time is preferably 40 to 120 seconds, more preferably 60 to 90 seconds. By performing pre-baking, the organic solvent is easily volatilized even when the resist film thickness is set to a thick film.
By drying the resist composition at room temperature and not performing pre-baking, the number of steps of resist pattern formation can be reduced, and the resolution of the resulting resist pattern can be improved.
The presence / absence of pre-baking may be appropriately determined in consideration of the above-described advantages and the like from the material of the resist composition to be used and the target of the pattern to be formed.
工程(1)で形成されるレジスト膜2の膜厚は、好ましくは50〜500nm、より好ましくは50〜450nmである。この範囲内とすることにより、レジストパターンを高解像度で形成できる、エッチングに対する充分な耐性が得られる等の効果がある。
また、プレベークを行わない場合であれば、工程(1)で形成されるレジスト膜2の膜厚は、300nm以下であることが好ましく、より好ましくは200nm以下であり、特に好ましくは50〜150nm以下である。レジスト膜2の膜厚が好ましい上限値以下であれば、プレベークを行わずに、常温下でスピンコート等による塗布方法によって、有機溶剤が残存しにくく乾燥しやすくなり、レジスト膜2の膜厚均一性(支持体1の面内均一性)が高まる。このプレベークを行わない場合における効果は、薄膜のレジスト膜になるほど顕著に得られる。
The film thickness of the resist
In the case where pre-baking is not performed, the thickness of the resist
[工程(2)]
本実施形態では、前記工程(1)で形成されたレジスト膜2を、フォトマスク3を介して選択的に露光する。これにより、露光部2aでは、露光により(C)成分から塩基が発生する。
露光量は、露光部2aに存在する酸を中和するのに必要な量の塩基を(C)成分から発生し得る程度であればよい。
露光に用いる波長は、特に限定されず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線などの放射線を用いて行うことができる。微細なレジストパターンを形成しやすいことから、ArFエキシマレーザー、EUV、又はEBが好ましく、ArFエキシマレーザーが特に好ましい。
フォトマスク3としては、特に限定されず、公知のものを利用でき、たとえば、遮光部の透過率が0%のバイナリーマスク(Binary−Mask)や、遮光部の透過率が6%のハーフトーン型位相シフトマスク(HT−Mask)を用いることができる。なお、ハーフトーン型位相シフトマスクにより選択的に未露光部を形成してもよい。
バイナリーマスクは、一般的には石英ガラス基板上に、遮光部としてクロム膜、酸化クロム膜等が形成されたものが用いられる。
位相シフトマスクは、光の位相を変化させる部分(シフタ)が設けられたフォトマスクである。そのため、位相シフトマスクを用いることにより、未露光部への光の入射を抑制でき、未露光部と露光部との間の対アルカリ現像液溶解コントラストが向上する。位相シフトマスクとしては、ハーフトーン型位相シフトマスクの他に、レベンソン型位相シフトマスク等も挙げられる。これらの位相シフトマスクはそれぞれ市販のものが利用できる。ハーフトーン型位相シフトマスクとして、具体的には、一般的には石英ガラス基板上に、透過率が数〜10%程度(一般的には6%)の遮光部(シフタ膜)としてMoSi(モリブデン・シリサイド)膜、クロム膜、酸化クロム膜、酸窒化シリコン膜等が形成されたものが挙げられる。
なお、本実施形態では、フォトマスク3を介して露光を行っているが、本発明はこれに限定されず、フォトマスクを介さない露光、たとえばEB等の描画により選択的露光を行ってもよい。
[Step (2)]
In this embodiment, the resist
The exposure amount may be such that an amount of base necessary to neutralize the acid present in the exposed
The wavelength used for the exposure is not particularly limited, and includes KrF excimer laser, ArF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. Can be done using radiation. ArF excimer laser, EUV, or EB is preferable because an easy to form a fine resist pattern, and ArF excimer laser is particularly preferable.
The
In general, a binary mask is used in which a chromium film, a chromium oxide film, or the like is formed on a quartz glass substrate as a light shielding portion.
The phase shift mask is a photomask provided with a portion (shifter) that changes the phase of light. Therefore, by using the phase shift mask, it is possible to suppress the incidence of light on the unexposed area, and the alkali solution dissolution contrast between the unexposed area and the exposed area is improved. Examples of the phase shift mask include a Levenson type phase shift mask in addition to the halftone type phase shift mask. Each of these phase shift masks can be commercially available. Specifically, as a halftone phase shift mask, specifically, MoSi (molybdenum) is used as a light-shielding portion (shifter film) having a transmittance of about several to 10% (generally 6%) on a quartz glass substrate. -A film in which a silicide) film, a chromium film, a chromium oxide film, a silicon oxynitride film, or the like is formed.
In this embodiment, the exposure is performed through the
レジスト膜2の露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)により行ってもよく、液浸媒体を介しての露光(液浸露光)により行ってもよい。なかでも、本工程(2)は、より高解像性のレジストパターンを形成できることから、液浸媒体を介して露光する工程であることが好ましい。
液浸露光では、上述したように、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズと支持体1上のレジスト膜2との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たした状態で露光を行う。
より具体的には、液浸露光は、上記のようにして得られたレジスト膜2と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で、所望のフォトマスク3を介して露光(浸漬露光)することによって実施できる。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、当該浸漬露光によって露光されるレジスト膜2の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ、レジスト膜2の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体を、簡便な方法で除去できることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物として具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
Exposure of the resist
In the immersion exposure, as described above, at the time of exposure, the portion between the lens, which is conventionally filled with an inert gas such as air or nitrogen, and the resist
More specifically, in the immersion exposure, a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than the refractive index of air between the resist
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist
Examples of the solvent having a refractive index larger than that of air and smaller than that of the resist
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include a fluorine-based compound such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as a main component. Examples thereof include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180 ° C are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160 ° C are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.). Examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine ( Boiling point of 174 ° C.).
[工程(3)]
本実施形態では、前記工程(2)の後にベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を行う。
ベークは、温度条件が好ましくは50〜200℃程度、より好ましくは80〜150℃程度、さらに好ましくは90〜130℃程度;ベーク時間が好ましくは10〜300秒間、より好ましくは40〜120秒間、さらに好ましくは60〜90秒間で行うことが好ましい。
このように、レジスト膜2に対して露光後にベークを行うと、レジスト膜2全体で、レジスト組成物に配合された(G)成分が酸として作用し、未露光部2bでは、この酸((G)成分)の作用により、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。一方、露光部2aでは、露光により(C)成分成分から発生した塩基と、前記酸((G)成分)との中和反応が進行するため、(A1)成分に作用し得る酸が減少することで、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないか、変化してもその変化量がわずかとなる。これにより、露光部2aと未露光部2bとのアルカリ現像液に対する溶解速度に差(溶解コントラスト)が生じる。
本実施形態においては、(A)成分として(A1)成分を用いていることにより、PEBによってレジスト膜2内を拡散する酸の拡散性が高まっている。そして、未露光部2bでは、構成単位(a1)中の酸分解性基の分解が良好に生じて(A1)成分の極性が高まる。
なお、本工程(3)におけるベークは、必ずしも、前記中和反応の開始を制御するものではない。
[Step (3)]
In this embodiment, baking (post-exposure baking (PEB)) is performed after the step (2).
The baking preferably has a temperature condition of about 50 to 200 ° C., more preferably about 80 to 150 ° C., still more preferably about 90 to 130 ° C .; baking time is preferably 10 to 300 seconds, more preferably 40 to 120 seconds, More preferably, it is preferably performed for 60 to 90 seconds.
As described above, when the resist
In this embodiment, the use of the component (A1) as the component (A) increases the diffusibility of the acid that diffuses in the resist
In addition, the baking in this process (3) does not necessarily control the start of the said neutralization reaction.
[工程(4)]
本実施形態では、前記工程(3)の後、アルカリ現像を行うことにより、レジスト膜2の未露光部2bが溶解除去され、露光部2aが残膜してネガ型レジストパターンが形成される。特に(A1)成分を用いていることにより、未露光部の溶け残りがなく、矩形性の高い良好な形状のレジストパターンが形成される。
アルカリ現像液として具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類;エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二級アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三級アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩;ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類などのアルカリ性水溶液を使用することができる。
なかでも、アルカリ現像液としては、第一級アミン類、第二級アミン類、第三級アミン類および第四級アンモニウム塩から成る群より選ばれる少なくとも1種類を含むアルカリ性水溶液が好ましく、これらの中でもテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の水溶液を用いることが特に好ましい。
さらに、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加したものを使用することもできる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度(現像液中の無機アルカリ、第四級アンモニウム塩又はアミン化合物の濃度、現像液の全質量を基準として)は、通常0.01〜20質量%である。
アルカリ現像処理は、公知の方法により実施できる。
上記アルカリ現像の後、純水等によるリンス処理を行ってもよい。
また、上記アルカリ現像の後、さらに、ベーク(ポストベーク)を行ってもよい。ポストベークは(アルカリ現像やリンス処理後の水分を除去する目的で行われるため)通常100℃程度の条件で行われ、ベーク時間は、好ましくは30〜90秒間である。
[Step (4)]
In the present embodiment, after the step (3), by performing alkali development, the
Specific examples of the alkali developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide Alkaline aqueous solutions such as cyclic amines such as pyrrole and pihelidine can be used.
Among them, the alkaline developer is preferably an alkaline aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, tertiary amines and quaternary ammonium salts. Among them, it is particularly preferable to use an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
Furthermore, what added appropriate amount of alcohol and surfactant to the said alkaline aqueous solution can also be used.
The alkali concentration of the alkali developer (based on the concentration of inorganic alkali, quaternary ammonium salt or amine compound in the developer, and the total mass of the developer) is usually from 0.01 to 20% by mass.
The alkali development processing can be performed by a known method.
After the alkali development, a rinsing treatment with pure water or the like may be performed.
Further, after the alkali development, baking (post-baking) may be further performed. Post baking is usually performed under conditions of about 100 ° C. (because it is performed for the purpose of removing water after alkali development and rinsing), and the baking time is preferably 30 to 90 seconds.
上述した第一の実施形態においては、(Z)成分として(G)成分を含有するレジスト組成物が用いられているが、(G)成分の代わりに、又は(G)成分と共に、酸発生剤成分((B)成分;熱酸発生剤、光酸発生剤など)を含有するレジスト組成物を用いてもよい。また、上記PEB等のベーク処理を施したときに酸の濃度が高まることから、(G)成分及び(B)成分の少なくとも一種以上と共に酸増殖剤成分((H)成分)を併用してもよい。
当該(B)成分としては、加熱により酸を発生するもの(熱酸発生剤)、露光により酸を発生するもの(光酸発生剤)の一方、又は両方を用いることができる。
In the first embodiment described above, the resist composition containing the (G) component is used as the (Z) component, but the acid generator is used instead of or together with the (G) component. A resist composition containing a component (component (B); thermal acid generator, photoacid generator, etc.) may be used. Further, since the acid concentration is increased when the baking treatment such as PEB is performed, the acid proliferator component ((H) component) may be used in combination with at least one of the component (G) and the component (B). Good.
As the component (B), one that generates an acid upon heating (thermal acid generator), one that generates an acid upon exposure (photoacid generator), or both can be used.
(B)成分として熱酸発生剤を含有するレジスト組成物を用いた場合、上記工程(3)でのベーク(PEB)により、レジスト膜2全体で、熱酸発生剤から酸が発生する。そして、レジスト膜2の未露光部2bでは、このベーク(PEB)により熱酸発生剤から発生した酸の作用によって(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。一方、レジスト膜2の露光部2aでは、このベーク(PEB)により熱酸発生剤から発生した酸と、上記工程(2)での露光により(C)成分から発生した塩基との中和反応が進行し、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないか、変化してもその変化量がわずかとなる。これにより、露光部2aと未露光部2bとのアルカリ現像液に対する溶解速度に差(溶解コントラスト)が生じる。
熱酸発生剤を含有するレジスト組成物を用いる場合、前記プレベークを行わないことが好ましい。プレベークを行わないことで、該レジスト組成物を支持体上に塗布した後から露光するまでの間、熱酸発生剤に由来する酸が(A1)成分に作用することなく、レジスト膜2の露光部2aと未露光部2bとのコントラストが向上し、解像性の高いネガ型レジストパターンが形成されやすくなる。
When a resist composition containing a thermal acid generator is used as the component (B), acid is generated from the thermal acid generator in the entire resist
When using a resist composition containing a thermal acid generator, it is preferable not to perform the pre-baking. By not performing pre-baking, the resist
また、フォトマスク、(A1)成分、(C)成分等の種類を適宜選択することにより、(B)成分として光酸発生剤を用いることもできる。たとえば、相対的に拡散長の長い光酸発生剤と、相対的に拡散長の短い光塩基発生剤とを含有するレジスト組成物を用い、フォトマスクとして、透過性を有するフォトマスク(ハーフトーン型位相シフトマスク等)を用いた実施形態が挙げられる。酸や塩基の拡散長は、酸については光酸発生剤におけるアニオン部の骨格や極性等で、塩基については、(C)成分における光分解後の塩基の分子量や骨格等で調整できる。
かかる実施形態では、上記工程(2)での露光により、露光部2aでは、(C)成分から塩基と、光酸発生剤から酸とが発生する。そして、未露光部2bでは、上記工程(3)でのベークにより、露光部2aで発生して未露光部2bまで拡散した酸の作用によって(A1)成分の保護基が解離(脱保護反応が進行)して(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。一方、露光部2aでは、工程(2)で発生した塩基と酸との中和反応が進行し、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないか、変化してもその変化量がわずかとなる。これにより、露光部2aと未露光部2bとのアルカリ現像液に対する溶解速度に差(溶解コントラスト)が生じる。
Moreover, a photo-acid generator can also be used as (B) component by selecting suitably a kind, such as a photomask, (A1) component, (C) component. For example, a resist composition containing a photoacid generator having a relatively long diffusion length and a photobase generator having a relatively short diffusion length is used, and a photomask having a transparency (halftone type) is used as a photomask. Embodiment using a phase shift mask or the like. The diffusion length of the acid or base can be adjusted by the skeleton or polarity of the anion moiety in the photoacid generator for the acid, and by the molecular weight or skeleton of the base after photolysis in the component (C) for the base.
In this embodiment, the exposure in the step (2) generates a base from the component (C) and an acid from the photoacid generator in the exposed
<第二の実施形態>
図2は、本発明のレジストパターン形成方法の他の実施形態例を示す。
この実施形態では、(A1)成分と(C)成分とを含有するレジスト組成物、および(G)成分を含有する有機膜形成用組成物が用いられている。
まず、図2(a)に示すように、支持体1上に、当該レジスト組成物を塗布してレジスト膜2’を形成する(工程(1);図2(a))。
次に、レジスト膜2’を、図2(b)に示すように、所定のパターンが形成されたフォトマスク3を介して露光する。これにより、レジスト膜2’のうち、露光された領域(露光部)では、露光により(C)成分から塩基が発生する(工程(2);図2(b))。
露光の後、レジスト膜2’上に、前記有機膜形成用組成物を塗布する(工程(5);図2(c))。
次いで、ベーク(PEB)を行う。これにより、有機膜4が形成されると共に、有機膜4に含まれている(G)成分が有機膜4からレジスト膜2’へ拡散することにより、レジスト膜2’に酸((G)成分)が供給される。そして、レジスト膜2’のうち、露光部2’cでは、露光により(C)成分から発生した塩基と、有機膜4から供給された酸((G)成分)とが中和する。このため、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性は変化しないか、変化してもその変化量がわずかである。一方、未露光部2’dでは、有機膜4から供給された酸の作用により、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。これにより、露光部2’cと未露光部2’dとの間にアルカリ現像液に対する溶解速度の差(溶解コントラスト)が生じる(工程(3);図2(d))。
その後、アルカリ現像液による現像を行う。これにより、レジスト膜2’の露光部2’cが残留し、未露光部2’dがアルカリ現像液に溶解除去され、その結果、図2(e)に示すように、支持体1上に、離間配置された複数のレジストパターン2cから構成されるレジストパターンが形成される(工程(4);図2(e))。
<Second Embodiment>
FIG. 2 shows another embodiment of the resist pattern forming method of the present invention.
In this embodiment, a resist composition containing the component (A1) and the component (C) and an organic film forming composition containing the component (G) are used.
First, as shown in FIG. 2A, the resist composition is applied on the
Next, as shown in FIG. 2B, the resist
After the exposure, the organic film forming composition is applied onto the resist
Next, baking (PEB) is performed. As a result, the
Thereafter, development with an alkali developer is performed. As a result, the exposed
[工程(1)、工程(2)]
本実施形態における工程(1)、工程(2)は、上述した第一の実施形態における工程(1)、工程(2)とそれぞれ同様の操作を行うことにより実施できる。ただし、本実施形態において用いられるレジスト組成物は、(Z)成分を含有していなくてもよい。
[Step (1), Step (2)]
Step (1) and step (2) in the present embodiment can be carried out by performing the same operations as in step (1) and step (2) in the first embodiment described above. However, the resist composition used in the present embodiment may not contain the component (Z).
[工程(5)]
本実施形態では、工程(2)の後で、レジスト膜2’上に、スピンナーを用いる等の従来公知の方法を用いて、(G)成分を含有する有機膜形成用組成物を塗布する。このように、後述の工程(3)よりも前段側で、レジスト膜2’に有機膜形成用組成物を塗布し、(G)成分を接触させておくことにより、工程(3)でのベークによってレジスト膜2’に酸((G)成分)を供給することができる。
有機膜形成用組成物の塗布条件は、形成しようとする有機膜4の厚さ(膜厚)に応じて設定される。
有機膜4の厚さは、有機膜形成用組成物に配合される(G)成分の種類、または液浸露光等のプロセス条件等によって適宜設定すればよく、好ましくは10〜300nm、より好ましくは20〜200nm、さらに好ましくは30〜150nmである。この範囲内とすることにより、充分な量の酸をレジスト膜2’へ供給でき、高解像性のレジスパターンが形成されやすくなる。
該有機膜形成用組成物の具体例については後で詳しく説明する。
[Step (5)]
In this embodiment, after the step (2), the organic film forming composition containing the component (G) is applied onto the resist
The application conditions of the organic film forming composition are set according to the thickness (film thickness) of the
The thickness of the
Specific examples of the organic film forming composition will be described in detail later.
[工程(3)]
本実施形態では、前記工程(5)の後に、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))を行う。
本実施形態における工程(3)は、上述した第一の実施形態における工程(3)と同様の操作を行うことにより実施できる。
PEBを行うと、レジスト膜2’上に有機膜4が形成されると共に、有機膜4に含まれる(G)成分が有機膜4からレジスト膜2’へ拡散することにより、レジスト膜2’に酸((G)成分)が供給される。そして、レジスト膜2’のうち、未露光部2’dでは、有機膜4から供給された酸((G)成分)の作用により、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。一方、露光部2’cでは、露光により(C)成分から発生した塩基と、有機膜4から供給された酸((G)成分)との中和反応が進行し、(A1)成分に作用し得る酸が減少することで、(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないか、変化してもその変化量がわずかとなる。これにより、露光部2’cと未露光部2’dとの間にアルカリ現像液に対する溶解速度の差(溶解コントラスト)が生じる。
有機膜形成用組成物が、(Z)成分として(G)成分に加えて、光酸発生剤成分を含有し、工程(2)の前に工程(5)を行った場合は、工程(2)での露光により該光酸発生剤成分から酸が発生する。この酸は、前記(G)成分と同様、工程(3)でレジスト膜2’に供給され、露光部では、(C)成分から発生した塩基により中和されるか、またはPEBにより露光部2’cから未露光部2’dまで拡散して(A1)成分に作用し、該(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる。
レジスト組成物が、(Z)成分として(G)成分に加えて、熱酸発生剤成分を含有する場合は、本工程でのPEBにより該熱酸発生剤成分から酸が発生する。この酸は、前記(G)成分と同様、工程(3)でレジスト膜2’に供給され、露光部では、(C)成分から発生した塩基により中和されるか、またはPEBにより露光部2’cから未露光部2’dまで拡散して(A1)成分に作用し、該(A1)成分のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる。
このように溶解コントラストが生じることで、後の工程(4)でアルカリ現像した際に、高解像のネガ型レジストパターンが形成される。
なお、本工程(3)におけるベークは、必ずしも、前記中和反応の開始を制御するものではない。
[Step (3)]
In the present embodiment, baking (post-exposure baking (PEB)) is performed after the step (5).
The step (3) in the present embodiment can be performed by performing the same operation as the step (3) in the first embodiment described above.
When PEB is performed, the
When the composition for forming an organic film contains a photoacid generator component in addition to the component (G) as the component (Z) and the step (5) is performed before the step (2), the step (2 ) Generates an acid from the photoacid generator component. Like the component (G), this acid is supplied to the resist
When the resist composition contains a thermal acid generator component as the (Z) component in addition to the (G) component, an acid is generated from the thermal acid generator component by PEB in this step. Like the component (G), this acid is supplied to the resist
Due to the dissolution contrast, a high-resolution negative resist pattern is formed when alkali development is performed in the subsequent step (4).
In addition, the baking in this process (3) does not necessarily control the start of the said neutralization reaction.
[工程(4)]
本実施形態では、前記工程(3)の後、アルカリ現像を行うことにより、レジスト膜2’の未露光部2’dが溶解除去され、露光部2’cが残膜してネガ型レジストパターンが形成される。
アルカリ現像液は、上述したものと同様のものを用いることができる。
アルカリ現像は、好適には例えば濃度0.1〜10質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて、公知の方法により実施できる。
上記アルカリ現像の後、純水等によるリンス処理を行ってもよい。
また、上記アルカリ現像の後、さらに、ベーク(ポストベーク)を行ってもよい。ポストベークは(アルカリ現像やリンス処理後の水分を除去する目的で行われるため)通常100℃程度の条件で行われ、ベーク時間は、好ましくは30〜90秒間である。
[Step (4)]
In the present embodiment, after the step (3), by performing alkali development, the
As the alkaline developer, the same one as described above can be used.
The alkali development can be preferably carried out by a known method using, for example, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) having a concentration of 0.1 to 10% by mass.
After the alkali development, a rinsing treatment with pure water or the like may be performed.
Further, after the alkali development, baking (post-baking) may be further performed. Post baking is usually performed under conditions of about 100 ° C. (because it is performed for the purpose of removing water after alkali development and rinsing), and the baking time is preferably 30 to 90 seconds.
レジスト膜2’上に形成された有機膜4は、有機膜4を形成する材料(アルカリ可溶性樹脂など)を選択して、工程(4)でのアルカリ現像処理により溶解除去することが好ましい。これ以外に、工程(3)と工程(4)との間で、有機膜4の除去を公知の方法により行うこともできる。
It is preferable that the
上述した第二の実施形態においては、(G)成分を含有する有機膜形成用組成物が用いられているが、(G)成分の代わりに、又は(G)成分と共に、(B)成分(光酸発生剤、熱酸発生剤)を含有する有機膜形成用組成物を用いてもよい。熱酸発生剤、光酸発生剤は、いずれか一方を用いても両方を併用してもよい。ただし、(B)成分として光酸発生剤成分を用いる場合は、工程(5)を、工程(1)と工程(2)との間に行う。これにより、工程(2)の露光時に、光酸発生剤成分から酸が発生し、該酸が工程(3)でのベークによってレジスト膜2’に供給される。
In the second embodiment described above, the composition for forming an organic film containing the component (G) is used, but instead of the component (G) or together with the component (G), the component (B) ( You may use the composition for organic film formation containing a photo-acid generator and a thermal acid generator. Either one or both of the thermal acid generator and the photoacid generator may be used in combination. However, when a photoacid generator component is used as the component (B), the step (5) is performed between the step (1) and the step (2). Thereby, during the exposure in the step (2), an acid is generated from the photoacid generator component, and the acid is supplied to the resist
また、本発明のレジストパターン形成方法としては、上述した第一及び第二の実施形態以外であってもよく、たとえば、第一の実施形態における工程(2)と工程(3)との間に、(Z)成分を含有する有機膜形成用組成物を、レジスト膜上に塗布して有機膜を形成する工程(5)を含んでいてもよい。露光の後、レジスト膜上に前記有機膜形成用組成物を塗布し、次いで、ベーク(PEB)を行うことにより、レジスト膜上に有機膜が形成されると共に、該有機膜に含まれる(Z)成分に由来する酸が、該有機膜からレジスト膜へ拡散し、該レジスト膜に酸がさらに供給される。その後、アルカリ現像液による現像を行うことにより、高コントラストのネガ型レジストパターンが形成される。なお、(Z)成分として光酸発生剤を用いる場合は、前記工程(5)を、工程(1)と工程(2)との間に設ければよい。
また、前記有機膜形成用組成物を用いる代わりに、酸性の活性リンスをレジスト膜に塗布する操作を行うだけの実施形態でもよい。酸性の活性リンスとしては、前述の(G2)成分を含む水溶液等を用いればよい。
In addition, the resist pattern forming method of the present invention may be other than the first and second embodiments described above, for example, between step (2) and step (3) in the first embodiment. And (Z) a step (5) of forming an organic film by applying an organic film-forming composition containing the component onto the resist film. After the exposure, the organic film-forming composition is applied onto the resist film, and then baked (PEB) to form an organic film on the resist film and be contained in the organic film (Z ) The acid derived from the component diffuses from the organic film to the resist film, and the acid is further supplied to the resist film. Thereafter, development with an alkaline developer is performed to form a high-contrast negative resist pattern. In addition, what is necessary is just to provide the said process (5) between a process (1) and a process (2), when using a photo-acid generator as (Z) component.
Further, instead of using the composition for forming an organic film, an embodiment in which an operation of applying an acidic active rinse to a resist film may be performed. As the acidic active rinse, an aqueous solution containing the component (G2) described above may be used.
本発明のレジストパターン形成方法においては、上記のようにしてネガ型レジストパターンを形成した後、さらに、該ネガ型レジストパターンをマスクとして用いて支持体1のエッチングを行ってもよい。該エッチングにより支持体1にレジストパターンを転写することで、半導体デバイス等を製造することができる。
エッチングには公知の方法が利用できる。たとえば支持体1が基板上に有機膜を有するものである場合、該有機膜のエッチングは、ドライエッチングが好ましい。特に、生産効率等の点から、酸素プラズマエッチング、またはCF4ガスもしくはCHF3ガスを用いたエッチングが好ましく、中でも酸素プラズマエッチングがより好ましい。
基板のエッチングは、ハロゲンガスを用いたエッチングが好ましく、フッ化炭素系ガスを用いたエッチングがより好ましく、CF4ガス又はCHF3ガスを用いたエッチングが特に好ましい。
In the resist pattern forming method of the present invention, after the negative resist pattern is formed as described above, the
A known method can be used for etching. For example, when the
Etching using a halogen gas is preferable for etching the substrate, etching using a fluorocarbon gas is more preferable, and etching using CF 4 gas or CHF 3 gas is particularly preferable.
(有機膜形成用組成物)
本発明のレジストパターン形成方法においては、前記第二の実施形態に示すように、レジスト膜に酸を供給するために、酸供給成分(酸性化合物成分、酸発生剤成分)を含有する有機膜形成用組成物を用いることができる。
有機膜形成用組成物には、酸供給成分に加えて、他の成分、たとえば樹脂、有機溶剤などを含有させることができる。
(Composition for forming an organic film)
In the resist pattern forming method of the present invention, as shown in the second embodiment, in order to supply an acid to the resist film, an organic film containing an acid supply component (an acidic compound component, an acid generator component) is formed. The composition for use can be used.
In addition to the acid supply component, the organic film-forming composition may contain other components such as a resin and an organic solvent.
有機膜形成用組成物における酸供給成分としては、前記レジスト組成物の説明で挙げた(Z)成分と同様のものが挙げられる。
酸供給成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
有機膜形成用組成物が酸供給成分と樹脂と有機溶剤とを含有する場合、酸供給成分の含有量は、樹脂100質量部に対して0.1〜60質量部であることが好ましい。酸供給成分が酸性化合物成分である場合は、樹脂100質量部に対して0.1〜50質量部がより好ましく、1〜20質量部がさらに好ましい。酸供給成分が酸発生剤成分である場合は、樹脂100質量部に対して1〜60質量部がより好ましく、1〜50質量部がさらに好ましい。酸供給成分の含有量が下限値以上であると、レジスト膜に充分な量の酸が供給され、未露光部にてアルカリ現像液に対する溶解性が増大しやすくなり、解像性がより向上する。他方、酸供給成分の含有量が上限値以下であることにより、感度が良好となる。また各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となる。
Examples of the acid supply component in the composition for forming an organic film include the same components as the component (Z) mentioned in the description of the resist composition.
As an acid supply component, 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
When the composition for forming an organic film contains an acid supply component, a resin, and an organic solvent, the content of the acid supply component is preferably 0.1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. When an acid supply component is an acidic compound component, 0.1-50 mass parts is more preferable with respect to 100 mass parts of resin, and 1-20 mass parts is more preferable. When an acid supply component is an acid generator component, 1-60 mass parts is more preferable with respect to 100 mass parts of resin, and 1-50 mass parts is further more preferable. When the content of the acid supply component is not less than the lower limit, a sufficient amount of acid is supplied to the resist film, so that the solubility in an alkali developer tends to increase in the unexposed area, and the resolution is further improved. . On the other hand, sensitivity becomes favorable because content of an acid supply component is below an upper limit. Moreover, when each component is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained, and the storage stability is improved.
[樹脂]
樹脂は、有機膜を形成し得るものであれば特に限定されず、公知の樹脂が利用できる。なかでも前記工程(4)において、アルカリ現像によりレジストパターン形成と同時に、形成された有機膜の除去が可能となることから、アルカリ可溶性樹脂を用いることが好ましい。
アルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性基を有する樹脂であればよく、従来公知のノボラック樹脂、ヒドロキシスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
アルカリ可溶性基として具体的には、フェノール性水酸基、カルボキシ基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基、又はこれらのいずれかの基を有する基等が例示される。
[resin]
The resin is not particularly limited as long as it can form an organic film, and a known resin can be used. In particular, in the step (4), it is preferable to use an alkali-soluble resin because the formed organic film can be removed simultaneously with the formation of the resist pattern by alkali development.
The alkali-soluble resin may be any resin having an alkali-soluble group, and includes conventionally known novolak resins, hydroxystyrene resins, acrylic resins, polycycloolefin resins, and the like.
Specific examples of the alkali-soluble group include phenolic hydroxyl groups, carboxy groups, fluorinated alcohol groups, sulfonic acid groups, sulfonamido groups, sulfonylimide groups, (alkylsulfonyl) (alkylcarbonyl) methylene groups, (alkylsulfonyl) (alkyl Carbonyl) imide group, bis (alkylcarbonyl) methylene group, bis (alkylcarbonyl) imide group, bis (alkylsulfonyl) methylene group, bis (alkylsulfonyl) imide group, tris (alkylcarbonyl) methylene group, tris (alkylsulfonyl) Examples include a methylene group or a group having any one of these groups.
アルカリ可溶性樹脂の一例として、ポリシクロオレフィンから誘導される構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a’1)」という。)を有する重合体(A”)を用いることが好ましい。
構成単位(a’1)としては、下記一般式(a’1−0)で表される基本骨格を有する構成単位が好ましい。
As an example of the alkali-soluble resin, it is preferable to use a polymer (A ″) having a structural unit derived from polycycloolefin (hereinafter, this structural unit is referred to as “structural unit (a′1)”).
As the structural unit (a′1), structural units having a basic skeleton represented by general formula (a′1-0) shown below are preferred.
式(a’1−0)中、a”は、0又は1であり、工業上入手が容易であることを考慮すると、0であることが好ましい。 In formula (a′1-0), a ″ is 0 or 1, and is preferably 0 in consideration of industrial availability.
なお、本明細書において、「一般式(a’1−0)で表される基本骨格を有する構成単位」は、一般式(a’1−0)で表される構成単位(すなわちビシクロ[2.2.1]−2−ヘプテン(ノルボルネン)から誘導される構成単位、又はテトラシクロ[4.4.0.12.5.1.7.10]−3−ドデセンから誘導される構成単位)であってもよく、また、その環骨格上に置換基を有するものであってもよい。すなわち、「一般式(a’1−0)で表される基本骨格を有する構成単位」には、その環骨格(ビシクロ[2.2.1]−2−ヘプタンまたはテトラシクロ[4.4.0.12.5.1.7.10]−3−ドデカン)を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部または全部が、水素原子以外の原子または置換基で置換された構成単位も含まれるものとする。 Note that in this specification, the “structural unit having a basic skeleton represented by the general formula (a′1-0)” is a structural unit represented by the general formula (a′1-0) (that is, bicyclo [2 .2.1] -2-heptene structural unit derived from (norbornene), or tetracyclo [4.4.0.1 2.5 .1. 7.10] -3- structural unit derived from dodecene) Or may have a substituent on the ring skeleton. That is, the “structural unit having the basic skeleton represented by the general formula (a′1-0)” includes the ring skeleton (bicyclo [2.2.1] -2-heptane or tetracyclo [4.4.0]. .1 2.5 .1. 7.10] -3-part or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the dodecane) is also included structural units are substituted with atom or a substituent other than a hydrogen atom Shall be.
構成単位(a’1)としては、特に、下記の一般式(a’1−1)で表される構成単位が例示できる。 As the structural unit (a′1), a structural unit represented by general formula (a′1-1) shown below can be exemplified.
式(a’1−1)中、a”は、いずれも上記式(a’1−0)におけるa”と同じである。
c”は1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1が最も好ましい。
bは1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1が最も好ましい。
In formula (a′1-1), a ″ is the same as a ″ in formula (a′1-0).
c ″ is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
b is an integer of 1-5, the integer of 1-3 is preferable and 1 is the most preferable.
構成単位(a’1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合体(A”)中の構成単位(a’1)の割合は、重合体(A”)を構成する全構成単位の合計に対して1モル%以上が好ましく、1〜50モル%が好ましく、1〜45モル%がより好ましく、5〜35モル%がさらに好ましい。構成単位(a’1)の割合が前記範囲であると、所定のアルカリ溶解性がより得られやすくなる。
As the structural unit (a′1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the structural unit (a′1) in the polymer (A ″) is preferably 1 mol% or more, preferably 1 to 50 mol%, based on the total of all the structural units constituting the polymer (A ″). 1 to 45 mol% is more preferable, and 5 to 35 mol% is more preferable. When the proportion of the structural unit (a′1) is within the above range, predetermined alkali solubility is more easily obtained.
構成単位(a’1)を誘導するモノマーは、たとえば、米国特許第6420503号公報に開示されている手法により合成できる。 The monomer for deriving the structural unit (a′1) can be synthesized, for example, by the technique disclosed in US Pat. No. 6,420,503.
また、重合体(A”)は、構成単位(a’1)に加えて、置換基としてフッ素化アルキル基を有するポリシクロオレフィンから誘導される構成単位(以下この構成単位を「構成単位(a’2)」という。)、具体的には、下記一般式(a’2−1)で表される構成単位を有していてもよい。 In addition to the structural unit (a′1), the polymer (A ″) includes a structural unit derived from a polycycloolefin having a fluorinated alkyl group as a substituent (hereinafter referred to as “structural unit (a '2)'), specifically, it may have a structural unit represented by the following general formula (a'2-1).
前記式(a’2−1)中、a”は、0又は1であり、工業上入手が容易であることを考慮すると、0であることが好ましい。
前記式(a’2−1)中、R27はフッ素化アルキル基であり、直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基である。
直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜8のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜5のアルキル基がさらに好ましい。かかるアルキル基としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、プロピル基が特に好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜12であることが好ましく、炭素数5〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
上記のなかでも、R27のフッ素化アルキル基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の水素原子の1つが、パーフルオロアルキル基で置換された基(パーフルオロアルキル基にアルキレン基が結合した基)が好ましく挙げられ、−(CH2)f”−CF3、−(CH2)f”−C2F5[f”=1〜3]がより好ましく、−CH2−CF3、−CH2−C2F5が特に好ましい。
フッ素化アルキル基としては、特に、フッ素化率(フッ素化アルキル基中の、水素原子とフッ素原子との合計の数に対するフッ素原子の数の割合(%))が、30〜90%のものが好ましく、50〜80%がより好ましい。フッ素化率が30%以上であると、液浸露光条件での有機膜表面の疎水性向上効果に優れる。また、フッ素化率が90%以下であると、現像特性が向上する。
In the formula (a′2-1), a ″ is 0 or 1, and is preferably 0 in consideration of industrial availability.
In the formula (a′2-1), R 27 is a fluorinated alkyl group, and a group in which part or all of the hydrogen atoms of a linear, branched or cyclic alkyl group are substituted with fluorine atoms. is there.
As a linear or branched alkyl group, a C1-C10 alkyl group is preferable, a C1-C8 alkyl group is more preferable, and a C1-C5 alkyl group is further more preferable. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group, and a propyl group is particularly preferable.
The cyclic alkyl group preferably has 4 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms.
Among the above, as the fluorinated alkyl group for R 27, a group in which one hydrogen atom of a linear or branched alkyl group is substituted with a perfluoroalkyl group (an alkylene group is added to the perfluoroalkyl group). A bonded group), preferably — (CH 2 ) f ″ —CF 3 , — (CH 2 ) f ″ —C 2 F 5 [f ″ = 1 to 3] is more preferable, and —CH 2 —CF 3 , -CH 2 -C 2 F 5 are particularly preferred.
As the fluorinated alkyl group, in particular, those having a fluorination rate (ratio of the number of fluorine atoms to the total number of hydrogen atoms and fluorine atoms (%) in the fluorinated alkyl group) of 30 to 90%. Preferably, 50 to 80% is more preferable. When the fluorination rate is 30% or more, the effect of improving the hydrophobicity of the organic film surface under immersion exposure conditions is excellent. Further, when the fluorination rate is 90% or less, the development characteristics are improved.
なお、前記式(a’2−1)で表される構成単位においては、主鎖を構成する環構造の環上に置換基を有していてもよい。該置換基としては、炭素数1〜5のアルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基が挙げられる。 The structural unit represented by the formula (a′2-1) may have a substituent on the ring of the ring structure constituting the main chain. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, and a fluorinated alkyl group.
前記構成単位(a’2)を重合体(A”)に含有させる際には、重合体(A”)を構成する全構成単位の合計に対して、構成単位(a’2)を5〜75モル%含有させることが好ましく、10〜70モル%含有させることがより好ましく、15〜60モル%含有させることがさらに好ましい。上記範囲とすることで、有機膜表面の疎水性が向上し、アルカリ現像液に対する溶解速度の制御性に優れる。 When the structural unit (a′2) is contained in the polymer (A ″), the structural unit (a′2) is added in an amount of 5 to 5 with respect to the total of all the structural units constituting the polymer (A ″). It is preferable to contain 75 mol%, more preferably 10 to 70 mol%, and still more preferably 15 to 60 mol%. By setting it as the said range, the hydrophobicity of the organic film surface improves and it is excellent in controllability of the dissolution rate with respect to an alkaline developer.
前記式(a’2−1)で表される構成単位を誘導するモノマーは、たとえば、特開2000−235263号公報に開示されている手法[(メタ)アクリル酸のフッ素化アルキルエステルと、シクロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンとを、公知の反応であるDiels−Alder反応により反応させる方法]により合成できる。 The monomer for deriving the structural unit represented by the formula (a′2-1) is, for example, a method disclosed in JP 2000-235263 A [fluorinated alkyl ester of (meth) acrylic acid and cyclohexane]. [Method of reacting pentadiene or dicyclopentadiene with Diels-Alder reaction, which is a known reaction].
重合体(A”)は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
本発明において、重合体(A”)としては、特に下記の様な構成単位の組み合わせを有するものが好ましい。
A polymer (A '') may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
In the present invention, as the polymer (A ″), those having the following combination of structural units are particularly preferable.
c”は1〜3の整数が好ましく、1が最も好ましい。
bは1〜3の整数が好ましく、1が最も好ましい。
R27’は、−CH2−CF3、−CH2−C2F5であることが特に好ましい。
c ″ is preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
b is preferably an integer of 1 to 3, and most preferably 1.
R 27 ′ is particularly preferably —CH 2 —CF 3 or —CH 2 —C 2 F 5 .
重合体(A”)の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲内であると、有機膜を形成する樹脂成分として用いるのに充分な有機溶剤への溶解性があり、アルカリ現像特性が良好であるとともに、成膜性も良好である。
また、重合体(A”)の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.0〜2.5が最も好ましい。
The mass average molecular weight (Mw) of the polymer (A ″) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000, It is most preferably 2000 to 20000. Within this range, there is sufficient solubility in an organic solvent to be used as a resin component for forming an organic film, good alkali development characteristics, and good film formability. It is.
Moreover, the dispersity (Mw / Mn) of the polymer (A ″) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and 1.0 to 2. 5 is most preferred.
重合体(A”)は、たとえば、各構成単位を誘導するモノマーを、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、主鎖環状型構成単位を有する場合、重合体(A”)は、たとえば特開2006−291177号公報に記載の方法により合成できる。
The polymer (A ″) is obtained, for example, by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by a known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN). Can do.
Moreover, when it has a main chain cyclic structural unit, a polymer (A ") is compoundable by the method as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-291177, for example.
[有機溶剤]
有機膜形成用組成物に配合される有機溶剤としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよい。たとえば従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。かかる有機溶剤としては、たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
[Organic solvent]
As an organic solvent mix | blended with the composition for organic film formation, what can melt | dissolve each component to be used and can make a uniform solution should just be used. For example, any one or more of conventionally known solvents for chemically amplified resists can be appropriately selected and used. Examples of the organic solvent include lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, the polyhydric alcohols or compounds having the ester bond Monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, etc. Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as ruether [in these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; cyclic ethers such as dioxane And esters such as methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; anisole, ethyl benzyl ether, cresyl Methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, An aromatic organic solvent such as mesitylene can be used.
有機膜形成用組成物に配合される有機溶剤として、アルコール系有機溶剤、フッ素系有機溶剤、水酸基を有さないエーテル系有機溶剤なども用いることができる。これらの有機溶剤は、上述したレジスト組成物により形成されたレジスト膜を溶解しにくいため、有機膜形成用組成物の有機溶剤として好ましく用いられる。
以下にあげる有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。塗布性、樹脂成分などの材料の溶解性の点から、アルコール系有機溶剤が好ましい。
As an organic solvent blended in the composition for forming an organic film, an alcohol organic solvent, a fluorine organic solvent, an ether organic solvent having no hydroxyl group, and the like can be used. These organic solvents are preferably used as the organic solvent of the composition for forming an organic film because they are difficult to dissolve the resist film formed by the above-described resist composition.
Any one of the organic solvents listed below may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. Alcohol-based organic solvents are preferred from the viewpoint of applicability and solubility of materials such as resin components.
ここで、「アルコール系有機溶剤」とは、脂肪族炭化水素の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。前記脂肪族炭化水素を構成する主鎖の構造は、鎖状構造であってもよく、環状構造であってもよく、該鎖状構造中に環状構造を有していてもよく、また、該鎖状構造中にエーテル結合を含むものであってもよい。
「フッ素系有機溶剤」とは、フッ素原子を含む化合物であって、常温、常圧下で液体である化合物である。
「水酸基を有さないエーテル系有機溶剤」とは、その構造中にエーテル結合(C−O−C)を有し、水酸基を有さず、かつ常温常圧下で液体である化合物である。該水酸基を有さないエーテル系有機溶剤は、さらに、水酸基に加えてカルボニル基も有さないことが好ましい。
Here, the “alcohol-based organic solvent” is a compound in which at least one of the hydrogen atoms of the aliphatic hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group, and is a compound that is liquid at normal temperature and normal pressure. The structure of the main chain constituting the aliphatic hydrocarbon may be a chain structure, may be a cyclic structure, may have a cyclic structure in the chain structure, The chain structure may contain an ether bond.
The “fluorine-based organic solvent” is a compound containing a fluorine atom and is a liquid at normal temperature and normal pressure.
The “ether-based organic solvent having no hydroxyl group” is a compound that has an ether bond (C—O—C) in its structure, does not have a hydroxyl group, and is liquid at normal temperature and pressure. The ether organic solvent having no hydroxyl group preferably further has no carbonyl group in addition to the hydroxyl group.
アルコール系有機溶剤としては、1価アルコール、2価アルコール、2価アルコールの誘導体等が好ましい。
1価アルコールとしては、炭素数にもよるが、1級または2級の1価アルコールが好ましく、中でも1級の1価アルコールが最も好ましい。
ここで1価アルコールとは、炭素および水素のみから構成される炭化水素化合物の水素原子の1つが水酸基で置換された化合物を意味し、2価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。該炭化水素化合物は、鎖状構造のものであってもよく、環状構造を有するものであってもよい。
2価アルコールとは、前記炭化水素化合物の水素原子の2つが水酸基で置換された化合物を意味し、3価以上の多価アルコールの誘導体は含まれない。
2価アルコールの誘導体としては、2価アルコールの水酸基の1つが置換基(アルコキシ基、アルコキシアルキルオキシ基等)で置換された化合物が挙げられる。
As the alcohol organic solvent, monohydric alcohols, dihydric alcohols, derivatives of dihydric alcohols, and the like are preferable.
As the monohydric alcohol, although depending on the number of carbon atoms, a primary or secondary monohydric alcohol is preferable, and a primary monohydric alcohol is most preferable.
Here, the monohydric alcohol means a compound in which one of the hydrogen atoms of a hydrocarbon compound composed only of carbon and hydrogen is substituted with a hydroxyl group, and does not include a dihydric or higher polyhydric alcohol derivative. The hydrocarbon compound may have a chain structure or a cyclic structure.
The dihydric alcohol means a compound in which two hydrogen atoms of the hydrocarbon compound are substituted with a hydroxyl group, and does not include a trihydric or higher polyhydric alcohol derivative.
Examples of the dihydric alcohol derivative include compounds in which one of the hydroxyl groups of the dihydric alcohol is substituted with a substituent (such as an alkoxy group or an alkoxyalkyloxy group).
アルコール系有機溶剤の沸点は80〜160℃であることが好ましく、90〜150℃であることがさらに好ましく、100〜135℃であることが塗布性、保存時の組成の安定性、および加熱温度の観点から最も好ましい。
かかるアルコール系有機溶剤として具体的には、鎖状構造のものとして、プロピレングリコール(PG);1−ブトキシ−2−プロパノール(BP)、n−ヘキサノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−ヘプタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、6−メチル−2−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール、n−ペンチルアルコール、s−ペンチルアルコール、t−ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、イソブタノール(イソブチルアルコール又は2−メチル−1−プロパノールとも称する。)、イソプロピルアルコール、2−エチルブタノール、ネオペンチルアルコール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、4−メチル−2−ペンタノール等が挙げられる。
また、環状構造を有するものとして、シクロペンタンメタノール、1−シクロペンチルエタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール(CM)、シクロヘキサンエタノール、1,2,3,6−テトラヒドロベンジルアルコール、exo−ノルボルネオール、2−メチルシクロヘキサノール、シクロヘプタノール、3,5−ジメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
The boiling point of the alcohol-based organic solvent is preferably 80 to 160 ° C., more preferably 90 to 150 ° C., and preferably 100 to 135 ° C., coating property, stability of composition during storage, and heating temperature. From the viewpoint of
Specific examples of such alcohol-based organic solvents include those having a chain structure such as propylene glycol (PG); 1-butoxy-2-propanol (BP), n-hexanol, 2-heptanol, 3-heptanol, and 1-heptanol. 5-methyl-1-hexanol, 6-methyl-2-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 4-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol N-pentyl alcohol, s-pentyl alcohol, t-pentyl alcohol, isopentyl alcohol, isobutanol (also referred to as isobutyl alcohol or 2-methyl-1-propanol), isopropyl alcohol, 2-ethylbutanol, neopentyl alcohol, n-bu Nord, s- butanol, t-butanol, 1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 4-methyl-2-pentanol.
In addition, as those having a cyclic structure, cyclopentanemethanol, 1-cyclopentylethanol, cyclohexanol, cyclohexanemethanol (CM), cyclohexaneethanol, 1,2,3,6-tetrahydrobenzyl alcohol, exo-norbornol, 2-methyl Examples include cyclohexanol, cycloheptanol, 3,5-dimethylcyclohexanol, and benzyl alcohol.
アルコール系有機溶剤のなかでは、鎖状構造の1価アルコールまたは2価アルコールの誘導体が好ましく、1−ブトキシ−2−プロパノール(BP);イソブタノール(2−メチル−1−プロパノール)、4−メチル−2−ペンタノール、n−ブタノールがより好ましく、イソブタノール(2−メチル−1−プロパノール)、1−ブトキシ−2−プロパノール(BP)が特に好ましい。 Among alcohol-based organic solvents, chain-structured monohydric alcohols or dihydric alcohol derivatives are preferable, such as 1-butoxy-2-propanol (BP); isobutanol (2-methyl-1-propanol), 4-methyl. 2-Pentanol and n-butanol are more preferable, and isobutanol (2-methyl-1-propanol) and 1-butoxy-2-propanol (BP) are particularly preferable.
フッ素系有機溶剤としては、パーフルオロ−2−ブチルテトラヒドロフラン等が挙げられる。 Examples of the fluorine-based organic solvent include perfluoro-2-butyltetrahydrofuran.
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤としては、下記一般式(s−1)で表される化合物が好適なものとして挙げられる。
R40−O−R41 …(s−1)
[式中、R40、R41はそれぞれ独立して1価の炭化水素基であり、R40とR41とが結合して環を形成していてもよい。−O−はエーテル結合を示す。]
Preferred examples of the ether organic solvent having no hydroxyl group include compounds represented by the following general formula (s-1).
R 40 —O—R 41 (s-1)
[Wherein, R 40 and R 41 each independently represent a monovalent hydrocarbon group, and R 40 and R 41 may combine to form a ring. -O- represents an ether bond. ]
前記式中、R40、R41の炭化水素基としては、たとえばアルキル基、アリール基等が挙げられ、アルキル基が好ましい。なかでも、R40、R41のいずれもアルキル基であることが好ましく、R40とR41とが同じアルキル基であることがより好ましい。
R40、R41の各アルキル基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数1〜20の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。該アルキル基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該アルキル基としては、レジスト膜上への塗布性が良好なこと等から、炭素数1〜15であることが好ましく、炭素数1〜10であることがより好ましい。具体的には、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、n−ブチル基、イソペンチル基が特に好ましい。
前記アルキル基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
R40、R41の各アリール基としては、特に制限はなく、たとえば炭素数6〜12のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
該アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ベンジル基、ナフチル基等が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることがより好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基がより好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子であることが好ましい。
また、上記式においては、R40とR41とが結合して環を形成していてもよい。
R40およびR41は、それぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基)であって、R40とR41とが結合して環を形成する。また、アルキレン基の炭素原子は、酸素原子で置換されていてもよい。
かかるエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。
In the above formula, examples of the hydrocarbon group for R 40 and R 41 include an alkyl group and an aryl group, and an alkyl group is preferred. Among them, it is preferable that any of R 40, R 41 is an alkyl group, more preferably a R 40 and R 41 are the same alkyl group.
As each of the alkyl groups of R 40, R 41, not particularly limited, for example, straight, branched or cyclic alkyl group, and the like. In the alkyl group, part or all of the hydrogen atoms may or may not be substituted with a halogen atom or the like.
The alkyl group preferably has 1 to 15 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms because of good coating properties on the resist film. Specific examples include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a cyclopentyl group, and a hexyl group, and an n-butyl group and an isopentyl group are particularly preferable. .
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the alkyl group is preferably a fluorine atom.
Each aryl group for R 40 and R 41 is not particularly limited, and is, for example, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, in which part or all of the hydrogen atoms are alkyl groups, alkoxy groups, It may or may not be substituted with a halogen atom or the like.
The aryl group is preferably an aryl group having 6 to 10 carbon atoms because it can be synthesized at a low cost. Specifically, a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, etc. are mentioned, for example.
The alkyl group that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group. Is more preferable.
As the alkoxy group which may substitute the hydrogen atom of the said aryl group, a C1-C5 alkoxy group is preferable and a methoxy group and an ethoxy group are more preferable.
The halogen atom that may be substituted for the hydrogen atom of the aryl group is preferably a fluorine atom.
In the above formula, R 40 and R 41 may combine to form a ring.
R 40 and R 41 are each independently a linear or branched alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms), and R 40 and R 41 are combined to form a ring. . In addition, the carbon atom of the alkylene group may be substituted with an oxygen atom.
Specific examples of the ether organic solvent include 1,8-cineol, tetrahydrofuran, dioxane and the like.
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の沸点(常圧下)は、30〜300℃であることが好ましく、100〜200℃であることがより好ましく、140〜180℃であることがさらに好ましい。該温度範囲の下限値以上であることにより、塗布時のスピンコート中、蒸発しにくくなって塗布ムラが抑制され、塗布性が向上する。一方、上限値以下であることにより、ベークによって当該有機溶剤が有機膜中から充分に除かれ、有機膜の形成性が向上する。また、該温度範囲であると、保存時の組成の安定性がより向上する。また、加熱温度の観点からも好ましい。
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤の具体例としては、たとえば1,8−シネオール(沸点176℃)、ジブチルエーテル(沸点142℃)、ジイソペンチルエーテル(沸点171℃)、ジオキサン(沸点101℃)、アニソール(沸点155℃)、エチルベンジルエーテル(沸点189℃)、ジフェニルエーテル(沸点259℃)、ジベンジルエーテル(沸点297℃)、フェネトール(沸点170℃)、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン(沸点66℃)、エチルプロピルエーテル(沸点63℃)、ジイソプロピルエーテル(沸点69℃)、ジヘキシルエーテル(沸点226℃)、ジプロピルエーテル(沸点91℃)等が挙げられる。
水酸基を有さないエーテル系有機溶剤としては、環状または鎖状のエーテル系有機溶剤であることが好ましく、なかでも1,8−シネオール、ジブチルエーテルおよびジイソペンチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
The boiling point (under normal pressure) of the ether-based organic solvent having no hydroxyl group is preferably 30 to 300 ° C, more preferably 100 to 200 ° C, and further preferably 140 to 180 ° C. By being above the lower limit of the temperature range, during spin coating during coating, it becomes difficult to evaporate and coating unevenness is suppressed, and coating properties are improved. On the other hand, by being below the upper limit, the organic solvent is sufficiently removed from the organic film by baking, and the formability of the organic film is improved. Further, when the temperature is within this range, the stability of the composition during storage is further improved. Moreover, it is preferable also from a viewpoint of heating temperature.
Specific examples of ether organic solvents having no hydroxyl group include, for example, 1,8-cineol (boiling point 176 ° C.), dibutyl ether (boiling point 142 ° C.), diisopentyl ether (boiling point 171 ° C.), dioxane (boiling point 101 ° C.). ), Anisole (boiling point 155 ° C.), ethyl benzyl ether (boiling point 189 ° C.), diphenyl ether (boiling point 259 ° C.), dibenzyl ether (boiling point 297 ° C.), phenetole (boiling point 170 ° C.), butyl phenyl ether, tetrahydrofuran (boiling point 66 ° C.) ), Ethyl propyl ether (boiling point 63 ° C.), diisopropyl ether (boiling point 69 ° C.), dihexyl ether (boiling point 226 ° C.), dipropyl ether (boiling point 91 ° C.) and the like.
The ether organic solvent having no hydroxyl group is preferably a cyclic or chain ether organic solvent, and at least one selected from the group consisting of 1,8-cineol, dibutyl ether and diisopentyl ether. Species are preferred.
有機膜形成用組成物に配合される有機溶剤の使用量は、特に限定されず、レジスト膜上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定すればよい。たとえば酸又は酸発生剤成分と、樹脂と、有機溶剤とを含有する有機膜形成用組成物を用いる場合、有機溶剤の含有量は、樹脂濃度が0.2〜10質量%となる量であることが好ましく、1〜5質量%となる量であることがより好ましい。 The usage-amount of the organic solvent mix | blended with the composition for organic film formation is not specifically limited, What is necessary is just to set suitably according to a coating film thickness by the density | concentration which can be apply | coated on a resist film. For example, when an organic film forming composition containing an acid or acid generator component, a resin, and an organic solvent is used, the content of the organic solvent is such that the resin concentration is 0.2 to 10% by mass. It is preferable that the amount is 1 to 5% by mass.
有機膜形成用組成物には、さらに、所望により、界面活性剤、増感剤、架橋剤、ハレーション防止剤、保存安定化剤、着色剤、可塑剤、消泡剤等を適宜配合することができる。
界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤、含フッ素界面活性剤等が挙げられる。界面活性剤を用いる場合、その含有量は、樹脂100質量部に対して0.01〜0.5質量部であることが好ましく、より好ましくは0.02〜0.1質量部である。
Further, a surfactant, a sensitizer, a crosslinking agent, an antihalation agent, a storage stabilizer, a colorant, a plasticizer, an antifoaming agent, and the like may be appropriately added to the organic film forming composition as desired. it can.
Surfactants include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, polyalkylene oxide surfactants, fluorine-containing surfactants, etc. Can be mentioned. When using a surfactant, the content is preferably 0.01 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.02 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
本発明のレジストパターン形成方法によれば、これまでポジ型とされる化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせた現像プロセスによって、高解像性で、かつ、良好な形状のネガ型パターンを形成できる。
また、本発明のレジストパターン形成方法によれば、膜厚方向で光学強度の弱い領域が生じやすいレジストパターン(孤立トレンチパターン、微細かつ密集したコンタクトホールパターン等)の解像性が良好となる。
さらに、本発明のレジストパターン形成方法によれば、該レジストパターンの高密度化も可能であり、たとえばホール間の距離が30〜50nm程度であるような、個々のホールが近接したコンタクトホールパターンを良好な形状で形成できる。
加えて、本発明のレジストパターン形成方法は、既存の露光装置や既存の設備等を用いて実施できる。
本発明のレジストパターン形成方法において、二重露光法を利用すれば、リソグラフィー工程およびパターニング工程を少なくとも2回ずつ行うタイプのダブルパターニングに比べて、工程数を少なくすることができる。
According to the resist pattern forming method of the present invention, a negative type having a high resolution and a good shape by a development process in which a chemically amplified resist composition that has been made positive and an alkaline developer is combined. A pattern can be formed.
In addition, according to the resist pattern forming method of the present invention, the resolution of resist patterns (isolated trench patterns, fine and dense contact hole patterns, etc.) in which regions with low optical intensity are likely to occur in the film thickness direction is improved.
Furthermore, according to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to increase the density of the resist pattern. For example, a contact hole pattern in which individual holes are close to each other such that the distance between holes is about 30 to 50 nm. It can be formed in a good shape.
In addition, the resist pattern forming method of the present invention can be implemented using an existing exposure apparatus or existing equipment.
If the double exposure method is used in the resist pattern forming method of the present invention, the number of steps can be reduced as compared to double patterning in which the lithography process and the patterning process are performed at least twice.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples.
<レジスト組成物の調製>
(実施例1〜12、比較例1〜6)
表1に示す各成分を混合して溶解することによりレジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
(Examples 1-12, Comparative Examples 1-6)
Resist compositions were prepared by mixing and dissolving the components shown in Table 1.
表1中、[ ]内の数値は配合量(質量部)であり、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。
(A)−1〜(A)−10:下記化学式(A1−1)〜(A1−10)でそれぞれ表される共重合体。
(A)−11〜(A)−14:下記化学式(A2−1)〜(A2−4)でそれぞれ表される共重合体。
各共重合体の共重合組成比(化学式中の各構成単位の割合(モル比))、質量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を化学式とともに以下に示す。
各共重合体の質量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)は、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の値である。各共重合体の共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)により求めた。13C−NMRの内部標準はテトラメチルシラン(TMS)である。
In Table 1, the numerical value in [] is a blending amount (part by mass), and each abbreviation has the following meaning.
(A) -1 to (A) -10: Copolymers represented by the following chemical formulas (A1-1) to (A1-10), respectively.
(A) -11 to (A) -14: Copolymers represented by the following chemical formulas (A2-1) to (A2-4), respectively.
The copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the chemical formula), mass average molecular weight (Mw), and molecular weight dispersity (Mw / Mn) of each copolymer are shown below together with the chemical formula.
The weight average molecular weight (Mw) and molecular weight dispersity (Mw / Mn) of each copolymer are values in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement. The copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) of each copolymer was determined by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum (600 MHz — 13 C-NMR). The internal standard for 13 C-NMR is tetramethylsilane (TMS).
(A1−2):l/m=50/50,Mw7400,Mw/Mn1.86。
(A1−3):l/m=50/50,Mw6800,Mw/Mn1.92。
(A1−4):l/m=50/50,Mw7100,Mw/Mn1.58。
(A1-2): 1 / m = 50/50, Mw7400, Mw / Mn1.86.
(A1-3): l / m = 50/50, Mw6800, Mw / Mn1.92.
(A1-4): 1 / m = 50/50, Mw7100, Mw / Mn1.58.
(A1−6):l/m=50/50,Mw6700,Mw/Mn1.88。
(A1−7):l/m=50/50,Mw9000,Mw/Mn2.05。
(A1−8):l/m=50/50,Mw6500,Mw/Mn1.74。
(A1-6): 1 / m = 50/50, Mw6700, Mw / Mn1.88.
(A1-7): 1 / m = 50/50, Mw9000, Mw / Mn2.05.
(A1-8): 1 / m = 50/50, Mw6500, Mw / Mn1.74.
(A1−10):l/m/n=45/45/10,Mw7200,Mw/Mn1.89。
(A2−1):l/m/n=42.5/42.5/15,Mw8300,Mw/Mn1.87。
(A2−2):l/m/n=40/40/20,Mw8000,Mw/Mn1.76。
(A1-10): l / m / n = 45/45/10, Mw7200, Mw / Mn1.89.
(A2-1): 1 / m / n = 42.5 / 42.5 / 15, Mw8300, Mw / Mn1.87.
(A2-2): l / m / n = 40/40/20, Mw8000, Mw / Mn1.76.
(A2−4):l/m/n=40/40/20,Mw6800,Mw/Mn1.51。
(A2-4): l / m / n = 40/40/20, Mw6800, Mw / Mn1.51.
(C)−1〜(C)−3:下記化学式(C)−1〜(C)−3でそれぞれ表される化合物。 (C) -1 to (C) -3: Compounds represented by the following chemical formulas (C) -1 to (C) -3, respectively.
(G)−1:下記化学式(G)−1で表される化合物。
(D)−1:1H,1H−ヘプタフルオロブチルアミン(CF3CF2CF2CH2NH2、沸点=69℃、pKa=5.6)。
(F)−1:下記化学式(F)−1で表される重合体。Mw24000,Mw/Mn1.38。該化学式中、構成単位( )の右下の数値はその構成単位の割合(モル%)を示す。
(S)−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=6/4(質量比)の混合溶剤。
(G) -1: a compound represented by the following chemical formula (G) -1.
(D) -1: 1H, 1H-heptafluorobutylamine (CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 NH 2 , boiling point = 69 ° C., pKa = 5.6).
(F) -1: a polymer represented by the following chemical formula (F) -1. Mw 24000, Mw / Mn 1.38. In the chemical formula, the numerical value on the lower right of the structural unit () indicates the proportion (mol%) of the structural unit.
(S) -1: Mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monomethyl ether = 6/4 (mass ratio).
<レジストパターン形成>。
・工程(1)
有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて8インチのシリコンウェーハ上に塗布し、ホットプレート上で、205℃で60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚79nmの有機系反射防止膜を形成した。
次に、各例のレジスト組成物をそれぞれ該有機系反射防止膜上にスピンコートして、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
・工程(2)
次に、前記で形成されたレジスト膜にプレベーク(PAB)を行わず、23℃にて、クーリングプレート上で45秒間静置した後、該レジスト膜に対し、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60、2/3Annular)により、スペース幅130nm、ピッチ260nmのSLパターンをターゲットとするフォトマスク(6%ハーフトーン)を介して、ArFエキシマレーザー(193nm)を照射した。
・工程(3)
次に、表2に示すベーク温度で、60秒間のベーク(露光後加熱,PEB)処理を行った。
・工程(4)
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)で30秒間のアルカリ現像を行った。
<Resist pattern formation>.
・ Process (1)
An organic antireflection film composition “ARC29” (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to be dried. Thus, an organic antireflection film having a thickness of 79 nm was formed.
Next, the resist composition of each example was spin-coated on the organic antireflection film to form a resist film having a thickness of 100 nm.
・ Process (2)
Next, after pre-baking (PAB) is not performed on the resist film formed as described above, the resist film is allowed to stand on a cooling plate at 23 ° C. for 45 seconds, and then an ArF exposure apparatus NSR-S302 (Nikon Corporation) is applied to the resist film. Manufactured by NA (numerical aperture) = 0.60, 2/3 Annular), ArF excimer laser (193 nm) was passed through a photomask (6% halftone) targeting an SL pattern with a space width of 130 nm and a pitch of 260 nm. Irradiated.
・ Process (3)
Next, the baking (post-exposure heating, PEB) treatment for 60 seconds was performed at the baking temperature shown in Table 2.
・ Process (4)
Next, alkali development was performed at 23 ° C. with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) for 30 seconds.
[解像性の評価]
スペース幅130nm、ピッチ260nmのSLパターンをターゲットサイズとする上記レジストパターン形成における解像性について、下記の評価基準により評価した。その結果を表2に示す。
(評価基準)
○:該SLパターンが解像していた。 ×:解像していなかった。
[Evaluation of resolution]
The resolution in the above resist pattern formation using an SL pattern with a space width of 130 nm and a pitch of 260 nm as a target size was evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
(Evaluation criteria)
○: The SL pattern was resolved. X: It was not resolving.
[残渣の有無の評価]
スペース幅130nm、ピッチ260nmのSLパターンをターゲットサイズとする上記レジストパターン形成において、該SLパターンのスペース部における残渣の有無について評価した。その結果を表2に示す。
表2中、「−」は、該SLパターンが解像していないため、残渣の有無の評価が実施不可であったことを示す。
[Evaluation of presence of residue]
In the above resist pattern formation using an SL pattern with a space width of 130 nm and a pitch of 260 nm as a target size, the presence or absence of a residue in the space portion of the SL pattern was evaluated. The results are shown in Table 2.
In Table 2, “-” indicates that evaluation of the presence or absence of a residue was not possible because the SL pattern was not resolved.
表2に示す結果から、本発明を適用した実施例1〜12のレジスト組成物は、いずれも、解像性が良好であること、及び残渣が無いことが確認できる。
これより、本発明によれば、ネガ型パターンを高解像性で、かつ、良好な形状で形成できることが分かる。
From the results shown in Table 2, it can be confirmed that all of the resist compositions of Examples 1 to 12 to which the present invention is applied have good resolution and no residue.
From this, it can be seen that according to the present invention, a negative pattern can be formed with a high resolution and a good shape.
1 支持体、2 レジスト膜、2a 露光部、2b 未露光部、3 フォトマスク、4 有機膜
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記レジスト膜を露光する工程(2)と、
前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、
前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)と
を含むレジストパターン形成方法における、前記工程(1)で用いられる前記レジスト組成物であって、
前記基材成分(A)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と、−SO2−含有環式基又はラクトン含有環式基を含む構成単位(a2)とを有する高分子化合物(A1)を含み、かつ、
前記高分子化合物(A1)は、下記一般式(a3−1)で表される構成単位(a3)の割合が該高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して10モル%以下であることを特徴とするレジスト組成物。
Exposing the resist film (2);
Baking is performed after the step (2), and in the exposed portion of the resist film, a base generated from the photobase generator component (C) by the exposure and an acidic compound component supplied in advance to the resist film A step (3) of neutralizing and increasing the solubility of the base material component (A) in an alkaline developer by the action of an acidic compound component previously supplied to the resist film in an unexposed portion of the resist film; ,
The resist used in the step (1) in a resist pattern forming method comprising: developing the resist film with an alkali and forming a negative resist pattern in which an unexposed portion of the resist film is dissolved and removed (4) A composition comprising:
The base component (A) is composed of a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid, and a structural unit (a2) containing an —SO 2 -containing cyclic group or a lactone-containing cyclic group. And a polymer compound (A1) having
In the polymer compound (A1), the proportion of the structural unit (a3) represented by the following general formula (a3-1) is 10 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer compound (A1). A resist composition characterized by the following.
前記レジスト膜を露光する工程(2)と、
前記工程(2)の後にベークを行い、前記レジスト膜の露光部において、前記露光により前記光塩基発生剤成分(C)から発生した塩基と、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分とを中和させ、前記レジスト膜の未露光部において、前記レジスト膜に予め供給された酸性化合物成分の作用により、前記基材成分(A)のアルカリ現像液に対する溶解性を増大させる工程(3)と、
前記レジスト膜をアルカリ現像し、前記レジスト膜の未露光部が溶解除去されたネガ型レジストパターンを形成する工程(4)と
を含むレジストパターン形成方法。
Exposing the resist film (2);
Baking is performed after the step (2), and in the exposed portion of the resist film, a base generated from the photobase generator component (C) by the exposure and an acidic compound component supplied in advance to the resist film A step (3) of neutralizing and increasing the solubility of the base material component (A) in an alkaline developer by the action of an acidic compound component previously supplied to the resist film in an unexposed portion of the resist film; ,
And (4) forming a negative resist pattern in which the resist film is alkali-developed and an unexposed portion of the resist film is dissolved and removed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011262704A JP5871591B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Resist composition and resist pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011262704A JP5871591B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Resist composition and resist pattern forming method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013114219A JP2013114219A (en) | 2013-06-10 |
JP5871591B2 true JP5871591B2 (en) | 2016-03-01 |
Family
ID=48709769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011262704A Active JP5871591B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Resist composition and resist pattern forming method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5871591B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5898985B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-04-06 | 東京応化工業株式会社 | Resist pattern forming method |
KR101936435B1 (en) | 2011-09-22 | 2019-01-08 | 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 | Resist composition and method of forming resist pattern |
US9405200B2 (en) | 2011-09-22 | 2016-08-02 | Toyko Ohka Kogyo Co., Ltd. | Resist composition and method of forming resist pattern |
JP5898962B2 (en) * | 2012-01-11 | 2016-04-06 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
TWI675258B (en) * | 2014-09-26 | 2019-10-21 | 日商東京應化工業股份有限公司 | Method for forming resist pattern, resist pattern splitting agent, split pattern improving agent, resist pattern splitting material, and positive resist composition for forming split pattern |
JP6539499B2 (en) * | 2015-05-27 | 2019-07-03 | 東京応化工業株式会社 | Resist pattern formation method |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07261393A (en) * | 1994-03-25 | 1995-10-13 | Toshiba Corp | Negative resist composition |
DE19958966A1 (en) * | 1999-12-07 | 2001-06-13 | Infineon Technologies Ag | Generation of resist structures |
DE10120660B8 (en) * | 2001-04-27 | 2006-09-28 | Infineon Technologies Ag | Process for structuring a photoresist layer |
JP5573578B2 (en) * | 2009-10-16 | 2014-08-20 | 信越化学工業株式会社 | Pattern forming method and resist material |
JP5556451B2 (en) * | 2010-07-06 | 2014-07-23 | 信越化学工業株式会社 | Pattern formation method |
JP5884521B2 (en) * | 2011-02-09 | 2016-03-15 | 信越化学工業株式会社 | Pattern formation method |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011262704A patent/JP5871591B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013114219A (en) | 2013-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5898962B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5933364B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5820719B2 (en) | Resist pattern forming method | |
KR101936435B1 (en) | Resist composition and method of forming resist pattern | |
KR101913865B1 (en) | Resist composition and method of forming resist pattern | |
JP5871591B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
KR101911094B1 (en) | Method of forming resist pattern | |
JP5789460B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP2011209501A (en) | Method for forming resist pattern, and resist composition | |
JP5871577B2 (en) | Resist pattern forming method | |
JP5715918B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5764478B2 (en) | Resist pattern forming method | |
JP5816505B2 (en) | Resist pattern forming method | |
JP5816502B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5764450B2 (en) | Resist pattern forming method | |
JP5789461B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5783861B2 (en) | Resist pattern forming method | |
JP5816506B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP5715917B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150526 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150724 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150727 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5871591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |