JP5910027B2 - 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体の微細加工に用いられる酸発生剤用の塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。
特許文献１には、酸発生剤用の塩として、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Figure 0005910027
特開２００７−１６１７０７号公報
従来から知られる上記酸発生剤を含むレジスト組成物では、得られるレジストパターンのラインエッジラフネス（ＬＥＲ）が必ずしも十分に満足できない場合があった。
本発明は、以下の発明を含む。
〔１〕 式（Ｉ）で表される塩。
Figure 0005910027
［式（Ｉ）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数５〜２０の脂肪族環を形成する。
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表す。
Ｘ１は、２価の炭素数１〜１７の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよく、該飽和炭化水素基を構成する−ＣＨ２−は、−Ｏ−又は−ＣＯ−で置き換わっていてもよい。
Ｚ１＋は、有機対イオンを表す。］
〔２〕 Ｒ１及びＲ２が互いに結合して、それらが結合している炭素原子とともに形成される脂肪族環が、シクロヘキサン環である〔１〕記載の塩。
〔３〕 Ｘ１が、−ＣＯ−又は以下で表される基である〔１〕又は〔２〕記載の塩。
Figure 0005910027
（＊は、−Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）−の炭素原子との結合手を表す。）
〔４〕 Ｚ１＋が、トリアリールスルホニウムカチオンである〔１〕〜〔３〕のいずれか一項記載の塩。
〔５〕 〔１〕〜〔４〕のいずれか一項記載の塩を含有する酸発生剤。
〔６〕 〔５〕記載の酸発生剤と樹脂とを含有するレジスト組成物。
〔７〕 樹脂が、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である〔６〕記載のレジスト組成物。
〔８〕 さらに、塩基性化合物を含有する〔６〕又は〔７〕記載のレジスト組成物。
〔９〕 （１）〔６〕〜〔８〕のいずれか一項記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
（２）塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
（３）組成物層に露光機を用いて露光する工程、
（４）露光後の組成物層を加熱する工程、
（５）加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。
本発明の塩を含むレジスト組成物を用いれば、優れたラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を有するレジストパターンを製造することができる。
〈式（Ｉ）で表される塩〉
本発明の塩は、式（Ｉ）で表される。
Figure 0005910027
［式（Ｉ）中、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数５〜２０の脂肪族環を形成する。
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表す。
Ｘ１は、２価の炭素数１〜１７の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよく、該飽和炭化水素基を構成する−ＣＨ２−は、−Ｏ−又は−ＣＯ−で置き換わっていてもよい。
Ｚ１＋は、有機対イオンを表す。］
なお、以下の説明において、塩（Ｉ）のうち、正電荷を有するＺ１＋で示される有機対オンを除去してなる負電荷を有するものを「スルホン酸アニオン」ということがある。
Ｒ１及びＲ２における炭素数１〜６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
Ｒ１及びＲ２が互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに形成される炭素数５〜２０の環としては、シクロへプタン環、シクロへキサン環及びアダマンタン環等が挙げられる。中でも、シクロへキサン環が好ましい。
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表す。ペルフルオロアルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロｓｅｃ−ブチル基、ペルフルオロｔｅｒｔ−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、好ましくはトリフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
Ｘ１は、２価の炭素数１〜１７の飽和炭化水素基を表す。２価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分枝鎖状アルカンジイル基、及び２価の脂環式炭化水素基が挙げられる。
直鎖状アルカンジイル基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロパン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基、ノナン−１，９−ジイル基、デカン−１，１０−ジイル基、ウンデカン−１，１１−ジイル基、ドデカン−１，１２−ジイル基、トリデカン−１，１３−ジイル基、テトラデカン−１，１４−ジイル基、ペンタデカン−１，１５−ジイル基、ヘキサデカン−１，１６−ジイル基、ヘプタデカン−１，１７−ジイル基が挙げられる。
分枝鎖状アルカンジイル基としては、例えば、前記直鎖状アルカンジイル基に、炭素数１〜４のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等）の側鎖を付け加えたものが挙げられる。
２価の脂環式炭化水素基としては、シクロアルカンジイル基（例えばシクロヘキサンジイル基）、２価の橋かけ脂環式炭化水素基（例えばアダマンタンジイル基）が挙げられる。
該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。フッ素原子で置換された基としては、例えば、以下で表される２価の基などが挙げられる。
Figure 0005910027
Ｘ１の飽和炭化水素基を構成する−ＣＨ２−は、−Ｏ−又は−ＣＯ−で置き換わっていてもよい。Ｘ１は、好ましくは式（Ｘ１−Ａ）〜式（Ｘ１−Ｆ）、より好ましくは式（Ｘ１−Ａ）又は式（Ｘ１−Ｂ）、さらに好ましくは式（Ｘ１−Ａ）で、それぞれ表される。なお、式（Ｘ１−Ａ）〜式（Ｘ１−Ｆ）でそれぞれ表される基は、その左右を式（Ｉ）に合わせて記載しており、それぞれ＊で示される２つの結合手のうち、左側の結合手はＣ（Ｒ３）（Ｒ４）の炭素原子と結合している。以下の式（Ｘ１−Ａ）〜式（Ｘ１−Ｆ）それぞれの具体例も同様である。
Figure 0005910027
［Ｘ１１は、２価の炭素数１〜１５の飽和炭化水素基を表す。
Ｘ１２は、２価の炭素数１〜１４の飽和炭化水素基を表す。
Ｘ１３〜Ｘ１７は、それぞれ独立に、２価の炭素数１〜１２の飽和炭化水素基を表す。
Ｘ １８ は、メチレン基を表す。
但し、Ｘ１３とＸ１４との合計炭素数、Ｘ１５とＸ１６との合計炭素数、及び、Ｘ１７とＸ１８との合計炭素数の上限は、それぞれ１３である。］
Ｘ１１〜Ｘ１７は、それぞれ−ＣＨ２−、−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）８−又は−（ＣＨ２）１２−であることが好ましい。
式（Ｘ１−Ｂ）で表される２価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
式（Ｘ１−Ｃ）で表される２価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027

Figure 0005910027
式（Ｘ１−Ｄ）で表される２価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027

Figure 0005910027
式（Ｘ１−Ｅ）で表される２価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
式（Ｘ１−Ｆ）で表される２価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
塩（Ｉ）を構成するスルホン酸アニオンの具体例としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Ｚ１＋としては、有機オニウムカチオン、例えば、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、有機ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。これらの中でも、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。
Ｚ１＋は、好ましくは式（ｂ２−１）〜式（ｂ２−４）のいずれかで表される。
Figure 0005910027
これらの式（ｂ２−１）〜式（ｂ２−４）において、
Ｒb4〜Ｒb6は、それぞれ独立に、炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基を表す。該アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数２〜４のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基で置換されていてもよい。Ｒb4、Ｒb5及びＲb6から選ばれる２つが一緒になって、イオウ原子を含む環を形成してもよい。
Ｒb4、Ｒb5及びＲb6から選ばれる２つが一緒になって形成してもよい環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、イオウ原子を１以上含むものであれば、さらに、１以上のイオウ原子及び／又は１以上の酸素原子を含んでいてもよい。該環としては、炭素数３〜１８の環が好ましく、炭素数４〜１３の環がより好ましい。
Ｒb7及びＲb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数１〜１２のアルキル基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基を表す。
ｍ２及びｎ２は、それぞれ独立に０〜５の整数を表す。ｍ２が２以上である場合、複数のＲb7は互いに同一であっても異なってもよく、ｎ２が２以上である場合、複数のＲb8は互いに同一であっても異なってもよい。
Ｒb9及びＲb10は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８のアルキル基又は炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基を表す。
Ｒb11は、水素原子、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基を表す。
Ｒb9〜Ｒb11のアルキル基は、好ましくは炭素数１〜１２であり、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数４〜１２である。
Ｒb12は、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基を表し、該芳香族炭化水素基は、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数１〜１２のアルコキシ基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数１〜１２のアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Ｒb9とＲb10と、及びＲb11とＲb12とは、それぞれ独立に、互いに結合して、それらが結合している原子とともに３員環〜１２員環（好ましくは３員環〜７員環）を形成していてもよく、これらの環に含まれる−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−又は−ＣＯ−で置き換わっていてもよい。
Ｒb13〜Ｒb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数１〜１２の、それらが結合している原子とともに基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基を表す。
Ｌb11は、−Ｓ−又は−Ｏ−を表す。
ｏ２、ｐ２、ｓ２、及びｔ２は、それぞれ独立に、０〜５の整数を表す。
ｑ２及びｒ２は、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｕ２は０又は１を表す。
ｏ２が２以上であるとき、複数のＲb13は互いに同一であっても異なってもよい。ｐ２が２以上であるとき、複数のＲb14は互いに同一であっても異なってもよい。ｑ２が２以上であるとき、複数のＲb15は互いに同一であっても異なってもよい。ｒ２が２以上であるとき、複数のＲb16は互いに同一であっても異なってもよい。ｓ２が２以上であるとき、複数のＲb17は互いに同一であっても異なってもよい。ｔ２が２以上であるとき、複数のＲb18は互いに同一であっても異なってもよい。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ｎ−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、ｎ−ブチルカルボニルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルカルボニルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び２−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
好ましいアルキル基は、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び２−エチルヘキシル基である。
好ましい脂環式炭化水素基は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、２−アルキルアダマンタン−２−イル基、１−（アダマンタン−１−イル）アルカン−１−イル基、及びイソボルニル基である。
好ましい芳香族炭化水素基は、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−シクロへキシルフェニル基、４−メトキシフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。
水素原子が芳香族炭化水素基で置換されたアルキル基（アラルキル基）としては、ベンジル基などが挙げられる。
Ｒb9及びＲb10が互いに結合して、それらが結合する硫黄原子とともに形成する環としては、例えば、チオラン−１−イウム環（テトラヒドロチオフェニウム環）、チアン−１−イウム環、１，４−オキサチアン−４−イウム環などが挙げられる。
Ｒb11及びＲb12が互いに結合して、それらが結合するメチン基及びカルボニル基それぞれの炭素原子とともに形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環などが挙げられる。
式（ｂ２−１）〜式（ｂ２−４）で表される有機対イオンの中でも、式（ｂ２−１）で表される有機対イオンが好ましく、下記式（ｂ２−１−１）で表される有機対イオンがより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン（式（ｂ２−１−１）中、ｖ２＝ｗ２＝ｘ２＝０）又はトリトリルスルホニウムカチオン（式（ｂ２−１−１）中、ｖ２＝ｗ２＝ｘ２＝１であり、Ｒb19、Ｒb20及びＲb21がいずれもメチル基である。）がさらに好ましい。
Figure 0005910027
式（ｂ２−１−１）中、
Ｒb19〜Ｒb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子（より好ましくはフッ素原子）、ヒドロキシ基、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数３〜１８の脂環式炭化水素基又は炭素数１〜１２のアルコキシ基を表し、Ｒb19、Ｒb20及びＲb21から選ばれる２つが一緒になって単結合、−Ｏ−又は炭素数１〜４の２価の脂肪族炭化水素基を表し、イオウ原子を含む環を形成してもよい。
アルキル基は、好ましくは炭素数１〜１２であり、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数４〜１８である。
前記アルキル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数１〜１２のアルコキシ基又は炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。
前記脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数２〜４のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよい。
ｖ２〜ｘ２は、それぞれ独立に０〜５の整数（好ましくは０又は１）を表す。ｖ２が２以上のとき、複数のＲb19は互いに同一でも異なってもよく、ｗ２が２以上のとき、複数のＲb20は互いに同一でも異なってもよく、ｘ２が２以上のとき、複数のＲb21は互いに同一でも異なってもよい。
なかでも、Ｒb19〜Ｒb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子（より好ましくはフッ素原子）、ヒドロキシ基、炭素数１〜１２のアルキル基、又は炭素数１〜１２のアルコキシ基である。
有機対イオンとしては、具体的には、特開２０１０−２０４６４６号公報に記載されたカチオンが挙げられる。
塩（Ｉ）を構成する好適な有機対イオンの具体例としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
Figure 0005910027
カチオン（ｂ２−１−１）のうち、イオウ原子を含む環が形成されたカチオンの具体例としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
カチオン（ｂ２−１）のうち、イオウ原子を含む環が形成されたカチオンの具体例としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
カチオン（ｂ２−２）としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
カチオン（ｂ２−３）としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0005910027
塩（Ｉ）を、それを構成するスルホン酸アニオン及び有機対イオンの各々について説明したが、該塩（Ｉ）は該スルホン酸アニオン及び該有機対イオンの組合せである。該スルホン酸アニオンと該有機対イオンとは任意に組み合わせることができる。
塩（Ｉ）としては、例えば、下記表１〜７記載の塩が挙げられる。
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
なかでも以下に示す塩が好ましい。
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
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Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
式（Ｉ）で表される塩のうち、式（ｂ１）で表される塩（式（Ｉ）におけるＸ１が＊−ＣＯ−（＊は、−Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）−の炭素原子との結合手を表す。）である塩）の製造方法を下記に示す。
Figure 0005910027
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＺ１＋は、それぞれ上記と同じ意味を表す。）
まず、式（ｂ１−ａ）で表される塩と式（ｂ１−ｂ）で表される化合物とを反応させることにより、式（ｂ１−ｃ）で表される塩を得る。
式（ｂ１−ａ）で表される塩は、例えば、特開２００８−１３５５１号公報に記載された方法で合成することができる。
Figure 0005910027
得られた式（ｂ１−ｃ）で表される塩と式（ｂ１−ｄ）で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより、式（ｂ１）で表される塩を得ることができる。
ここでの溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
Figure 0005910027
式（ｂ１−ｄ）で表される化合物としては、以下で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0005910027
式（Ｉ）で表される塩のうち、式（ｂ２）で表される塩（式（Ｉ）におけるＸ１が以下で表される基である塩）の製造方法を下記に示す。
Figure 0005910027
（＊は、−Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）−の炭素原子との結合手を表す。）
Figure 0005910027
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＺ１＋は、それぞれ上記と同じ意味を表す。）
まず、式（ｂ２−ａ）で表される化合物と式（ｂ２−ｂ）で表される化合物とを溶剤中で反応させることにより、式（ｂ１−ｃ）で表される化合物を得る。溶剤としては、クロロホルムなどが挙げられる。
Figure 0005910027
得られた式（ｂ２−ｃ）で表される化合物と式（ｂ２−ｄ）で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより、式（ｂ２−ｅ）で表される化合物を得ることができる。
ここでの溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。
式（ｂ２−ｄ）で表される化合物としては、以下で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0005910027
得られた式（ｂ２−ｅ）で表される化合物を、還元剤存在下、溶剤中で反応させることにより、式（ｂ２−ｆ）で表される化合物を得ることができる。ここでの還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。
ここでの溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
Figure 0005910027
得られた式（ｂ２−ｅ）で表される化合物を、還元剤存在下、溶剤中で反応させることにより、式（ｂ２−ｆ）で表される化合物を得ることができる。ここでの還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。
ここでの溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
式（ｂ２−ｇ）で表される塩と式（ｂ２−ｃ）で表される化合物とを反応させることにより、式（ｂ２−ｈ）で表される塩を得る。
式（ｂ２−ｇ）で表される塩は、例えば、特開２００８−１３５５１号公報に記載された方法で合成することができる。
Figure 0005910027
得られた式（ｂ２−ｈ）で表される塩と式（ｂ２−ｆ）で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより、式（ｂ２）で表される塩を得ることができる。
ここでの溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
Figure 0005910027
式（Ｉ）で表される塩のうち、式（ｂ３）で表される塩（式（Ｉ）におけるＸ１が＊−ＣＦ２−（＊は、−Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）−の炭素原子との結合手を表す。）である塩）の製造方法を下記に示す。
Figure 0005910027
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＺ１＋は、それぞれ上記と同じ意味を表す。）
まず、式（ｂ３−ａ）で表される塩と式（ｂ３−ｂ）で表される化合物とを反応させることにより、式（ｂ３）で表される塩を得ることができる。
Figure 0005910027
式（ｂ３−ａ）で表される塩は、例えば、特開２００８−２６０７４５号公報に記載された方法で合成することができる。
式（ｂ３−ｂ）で表される化合物としては、アセトン、シクロヘキサノン、アダマンタノンなどが挙げられる。
〈酸発生剤〉
本発明の酸発生剤は、塩（Ｉ）を含有する。塩（Ｉ）は、本発明の酸発生剤は、１種又は２種以上の塩（Ｉ）を含んでもよい。また、本発明の酸発生剤は、さらに、塩（Ｉ）以外の、酸発生剤として公知の塩（例えば、塩（Ｉ）に含まれる有機カチオン及び公知のアニオン（塩（Ｉ）に含まれるスルホン酸アニオン以外のアニオン）からなる塩等）を含んでいてもよい。以下、かかる本発明の酸発生剤に含まれる塩（Ｉ）以外の塩を「酸発生剤（Ｂ）」という場合がある。
塩（Ｉ）と併用する酸発生剤（Ｂ）としては、例えば、式（Ｂ１−１）〜式（Ｂ１−１７）でそれぞれ表されるものが挙げられる。中でもトリフェニルスルホニウムカチオン及びトリトリルスルホニウムカチオンを含むものが好ましく、式（Ｂ１−１）、式（Ｂ１−２）、式（Ｂ１−３）、式（Ｂ１−６）、式（Ｂ１−７）、式（Ｂ１−１１）、式（Ｂ１−１２）、式（Ｂ１−１３）及び式（Ｂ１−１４）でそれぞれ表される塩がさらに好ましい。
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
Figure 0005910027
本発明の酸発生剤は、全量が塩（Ｉ）でもよい。
本発明の酸発生剤が塩（Ｉ）と酸発生剤（Ｂ）とを含む場合、塩（Ｉ）の含有量は、酸発生剤全量１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上（より好ましくは３０質量部以上）、好ましくは９０質量部以下（より好ましくは７０質量部以下）である。
次に、本発明のレジスト組成物について説明する。本発明のレジスト組成物は、上記本発明の酸発生剤と樹脂とを含み、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂（以下、「樹脂（Ａ）」という場合がある。）である。
上記酸発生剤の含有量は、樹脂（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上（より好ましくは３質量部以上）、好ましくは４０質量部以下（より好ましくは３５質量部以下）である。
樹脂（Ａ）は、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に可溶となる樹脂である。樹脂（Ａ）は、酸に不安定な基を有するモノマー（以下「酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）」という場合がある）を重合することによって製造でき、酸の作用によりアルカリ可溶となる。「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、「酸の接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸の接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
〈酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）〉
「酸に不安定な基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基（例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基）を形成する基を意味する。酸に不安定な基としては、例えば、式（１）で表される基、式（２）で表される基などが挙げられる。
Figure 0005910027
［式（１）中、Ｒa1〜Ｒa3は、それぞれ独立に、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数３〜２０の脂環式炭化水素基を表すか、Ｒa1及びＲa2は互いに結合して炭素数２〜２０の２価の炭化水素基を形成する。＊は結合手を表す。］
Figure 0005910027
［式（２）中、Ｒａ1’及びＲａ２’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２の炭化水素基を表し、Ｒａ３’は、炭素数１〜２０の炭化水素基を表すか、Ｒａ２’及びＲａ３’は互いに結合して炭素数２〜２０の２価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び２価の基に含まれる−ＣＨ２−は、−Ｏ−又は−Ｓ−で置き換わってもよい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基及び下記のような基等が挙げられる。
Figure 0005910027
式（１）では、脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数５〜１６である。
Ｒa1及びＲa2が互いに結合して２価の炭化水素基を形成する場合、−Ｃ（Ｒa1）（Ｒa2）（Ｒa3）基としては、下記の基が挙げられる。２価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは炭素数３〜１２である。
Figure 0005910027
式（１）で表される酸に不安定な基としては、例えば、１，１−ジアルキルアルコキシカルボニル基（式（１）中、Ｒa1〜Ｒa3がアルキル基である基、好ましくはｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基）、２−アルキルアダマンタン−２−イルオキシカルボニル基（式（１）中、Ｒa1、Ｒa2及び炭素原子がアダマンチル基を形成し、Ｒa3がアルキル基である基）及び１−（アダマンタン−１−イル）−１−アルキルアルコキシカルボニル基（式（１）中、Ｒa1及びＲa2がアルキル基であり、Ｒa3がアダマンチル基である基）などが挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ｐ−メチルフェニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ｐ−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、２，６−ジエチルフェニル基、２−メチル−６−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
好ましくは、Ｒａ1’及びＲａ２’のうち少なくとも１つが水素原子である。
式（２）で表される基の具体例としては、以下の基が挙げられる。
Figure 0005910027
酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）は、好ましくは、酸に不安定な基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基を有する（メタ）アクリル系モノマーである。
酸に不安定な基を有する（メタ）アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数５〜２０の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマー（ａ１）を重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。
酸に不安定な基と脂環式炭化水素基とを有する（メタ）アクリル系モノマーとして、好ましくは式（ａ１−１）で表されるモノマー又は式（ａ１−２）で表されるモノマーが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
Figure 0005910027
［式（ａ１−１）及び式（ａ１−２）中、
Ｌa1及びＬa2は、それぞれ独立に、−Ｏ−又は＊−Ｏ−（ＣＨ2）k1−ＣＯ−Ｏ−を表し、ｋ１は１〜７の整数を表し、＊は−ＣＯ−との結合手を表す。
Ｒa4及びＲa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ｒa6及びＲa7は、それぞれ独立に、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基を表す。
ｍ１は０〜１４の整数を表す。
ｎ１は０〜１０の整数を表す。
ｎ２は０又は１の整数を表す。］
Ｌa1及びＬa2は、好ましくは、−Ｏ−又は＊−Ｏ−（ＣＨ2）ｋ1−ＣＯ−Ｏ−であり、より好ましくは−Ｏ−である。ｋ１は、好ましくは１〜４の整数、より好ましくは１である。
Ｒa4及びＲa5は、好ましくはメチル基である。
Ｒa6及びＲa7のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。Ｒa6及びＲa7のアルキル基は、好ましくは炭素数６以下である。脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数８以下、より好ましくは６以下である。
Ｒa6及びＲa7の脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などのシクロアルキル基が挙げられる。多環式の飽和炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基及び下記のような基等が挙げられる。
Figure 0005910027
ｍ１は、好ましくは０〜３の整数、より好ましくは０又は１である。
ｎ１は、好ましくは０〜３の整数、より好ましくは０又は１である。
式（ａ１−１）で表されるモノマーとしては、例えば、特開２０１０−２０４６４６号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式（ａ１−１−１）〜（ａ１−１−６）で表されるモノマーが好ましく、下式（ａ１−１−１）〜（ａ１−１−３）で表されるモノマーがより好ましい。
Figure 0005910027
式（ａ１−２）で表されるモノマーとしては、例えば、１−エチルシクロペンタン−１−イル（メタ）アクリレート、１−エチルシクロヘキサン−１−イル（メタ）アクリレート、１−エチルシクロヘプタン−１−イル（メタ）アクリレート、１−メチルシクロペンタン−１−イル（メタ）アクリレート、１−イソプロピルシクロペンタン−１−イル（メタ）アクリレート等が挙げられる。下式（ａ１−２−１）〜（ａ１−２−６）で表されるモノマーが好ましく、下式（ａ１−２−３）〜（ａ１−２−４）で表されるモノマーがより好ましく、下式（ａ１−２−３）で表されるモノマーがさらに好ましい。
Figure 0005910027
樹脂（Ａ）における式（ａ１−１）で表されるモノマー又は式（ａ１−２）で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常１０〜９５モル％であり、好ましくは１５〜９０モル％であり、より好ましくは２０〜８５モル％である。
樹脂（Ａ）は、好ましくは、酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）と、酸に不安定な基を有さないモノマー（以下「酸安定モノマー」という場合がある）との共重合体である。酸安定モノマーは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
樹脂（Ａ）が酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）と酸安定モノマーとの共重合体である場合、酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）に由来する構造単位は、全構造単位１００モル％に対して、好ましくは１０〜８０モル％、より好ましくは２０〜６０モル％である。また、アダマンチル基を有するモノマー（特に酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１−１））に由来する構造単位の含有率は、好ましくは酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）に対して１５モル％以上である。アダマンチル基を有するモノマーの比率が増えると、レジストのドライエッチング耐性が向上する。
酸安定モノマーとしては、好ましくは、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するモノマーが挙げられる。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（以下「ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）」という場合がある）又はラクトン環を含有する酸安定モノマー（以下「ラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）」という場合がある）に由来する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。
〈ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）〉
レジスト組成物をＫｒＦエキシマレーザ露光（２４８ｎｍ）、電子線あるいはＥＵＶ光などの高エネルギー線露光に用いる場合、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）として、好ましくは、ヒドロキシスチレン類であるフェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２−０）を使用する。短波長のＡｒＦエキシマレーザ露光（１９３ｎｍ）などを用いる場合は、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）として、好ましくは、式（ａ２−１）で表されるヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーを使用する。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー（ａ２−０）として、式（ａ２−０）で表されるｐ−又はｍ−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーが挙げられる。
Figure 0005910027
［式（ａ２−０）中、
Ｒa30は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｒa31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数２〜４のアシル基、炭素数２〜４のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
ｍａは０〜４の整数を表す。ｍａが２以上の整数である場合、複数のＲa31は同一であっても異なってもよい。］
Ｒa30におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基が挙げられ、好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数１又は２のアルキル基であり、さらに好ましくは、メチル基である。
また、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ｎ−ペントキシ基、ｎ−ヘキトキシ基等が挙げられ、好ましくは、炭素数１〜４のアルコキシ基であり、より好ましくは、炭素数１又は２のアルコキシ基であり、さらに好ましくは、メトキシ基である。
ｍａは、好ましくは、０〜２であり、より好ましくは、０又は１であり、さらに好ましくは、０である。
このようなフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーに由来する構造単位を有する共重合樹脂を得る場合は、該当する（メタ）アクリル酸エステルモノマーとアセトキシスチレン及び又は他の重合性モノマーとをラジカル重合した後、塩基によって脱アセチルすることによって得ることができる。
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、特開２０１０−２０４６３４号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式（ａ２−０−１）及び（ａ２−０−２）で表されるモノマーが好ましい。樹脂（Ａ）を製造する際には、これらにあるフェノール性ヒドロキシ基が適当な保護基で保護されたものを用いることもできる。
Figure 0005910027
樹脂（Ａ）における式（ａ２−０）で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常０〜９０モル％であり、好ましくは１０〜８５モル％であり、より好ましくは１５〜８０モル％である。
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとして、式（ａ２−１）で表されるモノマーが挙げられる。
Figure 0005910027
式（ａ２−１）中、
Ｌa3は、−Ｏ−又は＊−Ｏ−（ＣＨ2）k2−ＣＯ−Ｏ−を表し、
ｋ２は１〜７の整数を表す。＊は−ＣＯ−との結合手を表す。
Ｒa14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ｒa15及びＲa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
ｏ１は、０〜１０の整数を表す。
式（ａ２−１）では、Ｌa3は、好ましくは、−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ2）f1−ＣＯ−Ｏ−であり（前記ｆ１は、１〜４の整数である）、より好ましくは−Ｏ−である。
Ｒa14は、好ましくはメチル基である。
Ｒa15は、好ましくは水素原子である。
Ｒa16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
ｏ１は、好ましくは０〜３の整数、より好ましくは０又は１である。
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー（ａ２−１）としては、例えば、特開２０１０−２０４６４６号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式（ａ２−１−１）〜（ａ２−１−６）で表されるモノマーが好ましく、下式（ａ２−１−１）〜（ａ２−１−４）で表されるモノマーがより好ましく、下式（ａ２−１−１）又は（ａ２−１−３）で表されるモノマーがさらに好ましい。
Figure 0005910027
樹脂（Ａ）における式（ａ２−１）で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常３〜４０モル％であり、好ましくは５〜３５モル％であり、より好ましくは５〜３０モル％である。
〈ラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）〉
酸安定モノマー（ａ３）が有するラクトン環は、例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、好ましくは、γ−ブチロラクトン環、又は、γ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が挙げられる。
ラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）は、好ましくは、式（ａ３−１）、式（ａ３−２）又は式（ａ３−３）で表される。これらの１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
Figure 0005910027
式（ａ３−１）〜式（ａ３−３）中、
Ｌa4〜Ｌa6は、それぞれ独立に、−Ｏ−又は＊−Ｏ−（ＣＨ2）k3−ＣＯ−Ｏ−を表す。
ｋ３は１〜７の整数を表す。＊は−ＣＯ−との結合手を表す。
Ｒa18〜Ｒa20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ｒa21は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
ｐ１は０〜５の整数を表す。
Ｒa22及びＲa23は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。
ｑ１及びｒ１は、それぞれ独立に０〜３の整数を表す。ｐ１、ｑ１又はｒ１が２以上のとき、それぞれ、複数のＲa21、Ｒa22又はＲa23は、互いに同一でも異なってもよい。
式（ａ３−１）〜式（ａ３−３）では、Ｌa4〜Ｌa6としては、Ｌa3で説明したものが挙げられる。
Ｌa4〜Ｌa6は、それぞれ独立に、−Ｏ−又は＊−Ｏ−（ＣＨ2）k3−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましく、より好ましくは−Ｏ−である。ｋ３は、好ましくは１〜４の整数であり、より好ましくは１である。
Ｒa18〜Ｒa21は、好ましくはメチル基である。
Ｒa22及びＲa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
ｐ１〜ｒ１は、それぞれ独立に、好ましくは０〜２、より好ましくは０又は１である。
ラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）としては、特開２０１０−２０４６４６号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式（ａ３−１−１）〜（ａ３−１−４）、（ａ３−２−１）〜（ａ３−２−４）、（ａ３−３−１）〜（ａ３−３−４）で表されるモノマーが好ましく、下式（ａ３−１−１）〜（ａ３−１−２）、（ａ３−２−３）〜（ａ３−２−４）で表されるモノマーがより好ましく、下式（ａ３−１−１）又は（ａ３−２−３）で表されるモノマーがさらに好ましい。
Figure 0005910027
樹脂（Ａ）におけるラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）に由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常５〜６０モル％であり、好ましくは１０〜５５モル％であり、より好ましくは１０〜５０モル％であり、さらに好ましくは１５〜５０モル％である。
〈その他のモノマー（ａ４）〉
樹脂（Ａ）は、上述したモノマー以外のその他の公知のモノマー（ａ４）に由来する構造単位を有していてもよい。
好ましくは、樹脂（Ａ）は、少なくとも、酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）及び／又はラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）を重合させた共重合体である。該共重合体において、酸に不安定な基を有するモノマー（ａ１）は、より好ましくはアダマンチル基を有するモノマー（ａ１−１）及びシクロへキシル基を有するモノマー（ａ１−２）の少なくとも１種（さらに好ましくはアダマンチル基を有するモノマー（ａ１−１））であり、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー（ａ２）は、好ましくはヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマー（ａ２−１）であり、ラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３）は、より好ましくはγ−ブチロラクトン環を有する酸安定モノマー（ａ３−１）及びγ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環を有する酸安定モノマー（ａ３−２）の少なくとも１種である。樹脂（Ａ）は、公知の重合法（例えばラジカル重合法）によって製造できる。
樹脂（Ａ）の重量平均分子量は、好ましくは、２，５００以上（より好ましくは３，０００以上）、５０，０００以下（より好ましくは３０，０００以下）である。
樹脂（Ａ）の含有率は、好ましくは、組成物の固形分中８０質量％以上９９質量％以下である。
なお本明細書において「組成物中の固形分」とは、後述する溶剤（Ｅ）を除いたレジスト組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分及びこれに対する樹脂（Ａ）の含有率は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。
〈塩基性化合物（以下「塩基性化合物（Ｃ）」という場合がある）〉
本発明のレジスト組成物は、塩基性化合物（Ｃ）を含むことが好ましい。塩基性化合物（Ｃ）はクエンチャーとして作用する。
塩基性化合物（Ｃ）は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物であり、例えばアミン及びアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物（Ｃ）として、好ましくは、式（Ｃ１）で表される化合物〜式（Ｃ８）で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式（Ｃ１−１）で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005910027
［式（Ｃ１）中、Ｒc1、Ｒc2及びＲc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数１〜６のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素又は炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。］
Figure 0005910027
［式（Ｃ１−１）中、Ｒc2及びＲc3は、上記と同じ意味を表す。
Ｒc4は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数５〜１０の脂環式炭化水素又は炭素数６〜１０の芳香族炭化水素基を表す。
ｍ３は０〜３の整数を表し、ｍ３が２以上のとき、複数のＲc4は、互いに同一でも異なってもよい。］
Figure 0005910027
［式（Ｃ２）、式（Ｃ３）及び式（Ｃ４）中、Ｒc5、Ｒc6、Ｒc7及びＲc8は、それぞれ独立に、Ｒc1と同じ意味を表す。
Ｒc9は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６の脂環式炭化水素基又は炭素数２〜６のアルカノイル基を表す。
ｎ３は０〜８の整数を表し、ｎ３が２以上のとき、複数のＲc9は、互いに同一でも異なってもよい。］
Figure 0005910027
［式（Ｃ５）及び式（Ｃ６）中、Ｒc10、Ｒc11、Ｒc12、Ｒc13及びＲc16は、それぞれ独立に、Ｒc1と同じ意味を表す。
Ｒc14、Ｒc15及びＲc17は、それぞれ独立に、Ｒc4と同じ意味を表す。
ｏ３及びｐ３は、それぞれ独立に０〜３の整数を表し、ｏ３又はｐ３が２以上であるとき、それぞれ、複数のＲc14及びＲc15は互いに同一でも異なってもよい。
Ｌc1は、炭素数１〜６のアルキレン基、−ＣＯ−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、−Ｓ−又はこれらを組合せた２価の基を表す。］
Figure 0005910027
［式（Ｃ７）及び式（Ｃ８）中、Ｒc18、Ｒc19及びＲc20は、それぞれ独立に、Ｒc4と同じ意味を表す。
ｑ３、ｒ３及びｓ３は、それぞれ独立に０〜３の整数を表し、ｑ３、ｒ３及びｓ３が２以上であるとき、それぞれ、複数のＲc18、Ｒc19及びＲc20は互いに同一でも異なってもよい。
Ｌc2は、単結合又は炭素数１〜６のアルキレン基、−ＣＯ−、−Ｃ（＝ＮＨ）−、−Ｓ−又はこれらを組合せた２価の基を表す。］
式（Ｃ１）で表される化合物としては、１−ナフチルアミン、２−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、２−，３−又は４−メチルアニリン、４−ニトロアニリン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔２−（２−メトキシエトキシ）エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、４，４’−ジアミノ−１，２−ジフェニルエタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタン等が挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは２，６−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。
式（Ｃ２）で表される化合物としては、ピペラジン等が挙げられる。
式（Ｃ３）で表される化合物としては、モルホリン等が挙げられる。
式（Ｃ４）で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平１１−５２５７５号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物等が挙げられる。
式（Ｃ５）で表される化合物としては、２，２’−メチレンビスアニリン等が挙げられる。
式（Ｃ６）で表される化合物としては、イミダゾール、４−メチルイミダゾール等が挙げられる。
式（Ｃ７）で表される化合物としては、ピリジン、４−メチルピリジン等が挙げられる。
式（Ｃ８）で表される化合物としては、１，２−ジ（２−ピリジル）エタン、１，２−ジ（４−ピリジル）エタン、１，２−ジ（２−ピリジル）エテン、１，２−ジ（４−ピリジル）エテン、１，３−ジ（４−ピリジル）プロパン、１，２−ジ（４−ピリジルオキシ）エタン、ジ（２−ピリジル）ケトン、４，４’−ジピリジルスルフィド、４，４’−ジピリジルジスルフィド、２，２’−ジピリジルアミン、２，２’−ジピコリルアミン、ビピリジン等が挙げられる。
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、３−（トリフルオロメチル）フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。
塩基性化合物（Ｃ）の含有率は、レジスト組成物の固形分量を基準に、好ましくは、０．０１〜５質量％であり、より好ましくは０．０１〜３質量％であり、さらに好ましくは０．０１〜１質量％である。
〈溶剤（以下「溶剤（Ｅ）」という場合がある〉
本発明のレジスト組成物は、溶剤（Ｅ）を含むことが好ましい。溶剤（Ｅ）の含有率は、例えばレジスト組成物中９０質量％以上、好ましくは９２質量％以上、より好ましくは９４質量％以上であり、例えば９９．９質量％以下、好ましくは９９質量％以下である。
溶剤（Ｅ）の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
溶剤（Ｅ）としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類；乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類；γ−ブチロラクトンのような環状エステル類；等を挙げることができる。溶剤（Ｅ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
〈その他の成分（以下「その他の成分（Ｆ）」という場合がある）〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分（Ｆ）を含有していてもよい。成分（Ｆ）に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
＜本レジスト組成物及びその調製方法＞
本レジスト組成物は、樹脂（Ａ）、酸発生剤（Ｂ）及び溶剤（Ｅ）を混合することで、又は、
樹脂（Ａ）、酸発生剤（Ｂ）、塩基性化合物（Ｃ）及び溶剤（Ｅ）を混合することで調製することができる。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、１０〜４０℃の範囲から、樹脂（Ａ）などの種類や樹脂（Ａ）等の溶剤（Ｅ）に対する溶解度等に応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて選べばよく、０．５〜２４時間が好ましい。なお、混合手段は特に限定されず、攪拌混合などを用いることができる。
このように、樹脂（Ａ）、酸発生剤（Ｂ）及び溶剤（Ｅ）、並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物（Ｃ）又は成分（Ｆ）の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径０．０１〜０．２μｍ程度のフィルターを用いてろ過等することにより、本レジスト組成物は調製できる。
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
（１）本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
（２）塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
（３）組成物層に露光機を用いて露光する工程、
（４）露光後の組成物層を加熱する工程、
（５）加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーター等、通常、用いられる装置によって行うことができる。
塗布後の組成物を乾燥させて溶剤を除去する。乾燥は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段（いわゆるプリベーク）、あるいは減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わることにより行われる。この場合の温度は、５０〜２００℃程度が好ましい。また、圧力は、１〜１．０×１０５Ｐａ程度が好ましい。
得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。この際、通常、求められるパターンが形成されたマスク（フォトマスク）を介して露光が行われる。露光光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ2エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源（ＹＡＧ又は半導体レーザ等）からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを用いることができる。また、露光機は、電子線、超紫外光（ＥＵＶ）を照射するものであってもよい。本明細書において、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という場合がある。
露光後の組成物層は、脱保護基反応を促進するための加熱処理（いわゆるポストエキスポジャーベーク）が行われる。加熱温度としては、通常５０〜２００℃程度、好ましくは７０〜１５０℃程度である。
加熱後の組成物層を、現像装置を用いて、通常、アルカリ現像液を利用して現像する。
ここで用いられるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド（通称コリン）の水溶液等が挙げられる。
現像後、超純水でリンスし、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、ＫｒＦエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ＡｒＦエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、電子線（ＥＢ）照射用のレジスト組成物又はＥＵＶ露光機用のレジスト組成物として好適である。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す％及び部は、特記ないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（東ソー株式会社製ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ型、カラムは”ＴＳＫｇｅｌ Ｍｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＸＬ−Ｍ”３本、溶媒はテトラヒドロフラン）により求めた値である。
カラム ：TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn（東ソー社製）
溶離液 ：テトラヒドロフラン
流量 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
検出器 ：ＲＩ検出器
カラム温度：４０℃
注入量 ：１００μｌ
分子量標準：標準ポリスチレン（東ソー社製）
化合物の構造は、質量分析（ＬＣはＡｇｉｌｅｎｔ製１１００型、ＭＳはＡｇｉｌｅｎｔ製ＬＣ／ＭＳＤ型）を用い、分子ピークを測定することで確認した。以下の実施例ではこの分子ピークの値を「ＭＳ」で示す。
実施例１：式（Ｉ１）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ１−ａ）で表される塩を、特開２００８−１２７３６７号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ１−ａ）で表される塩５．００部及びクロロホルム２５部を仕込み、３０℃で３０分間攪拌し、式（Ｉ１−ｂ）で表される化合物１．８３部を仕込み、６０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ１−ｃ）で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 0005910027
得られた式（Ｉ１−ｃ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ１−ｄ）で表される化合物１．７６部を仕込み、２３℃で３時間攪拌した。得られた反応マスに、イオン交換水１０部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル３０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮した。その後、得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式（Ｉ１）で表される塩２．１９部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３２９．１
実施例２：式（Ｉ５７）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ５７−ａ）で表される化合物６．００部及びクロロホルム３０部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、式（Ｉ５７−ｂ）で表される化合物５．５１部を仕込み、６０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ５７−ｃ）で表される化合物を含む溶液を得た。
２３℃まで冷却した後、得られた式（Ｉ５７−ｃ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ５７−ｄ）で表される化合物３．６７部及びクロロホルム３．６７部の混合溶液を３０分かけて滴下し、さらに２３℃で１２時間攪拌した。得られた反応マスに、イオン交換水１５部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を３回行った。得られた有機層をろ過した後、回収されたろ液を濃縮することにより、式（Ｉ５７−ｅ）で表される塩６．１２部を得た。
Figure 0005910027
式（Ｉ５７−ｅ）で表される化合物５．００部及びアセトニトリル２７．８５部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、０℃まで冷却し、水素化ホウ素ナトリウム０．３１部及びイオン交換水３．０７部の混合溶液を１０分かけて滴下し、更に、０℃で２時間攪拌した。得られた反応溶液に、１Ｎ塩酸８．１１部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、濃縮した。得られた濃縮マスに、クロロホルム４４．５６部及びイオン交換水１１．１４部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を３回行った。得られた有機層をろ過した後、回収されたろ液を濃縮し、得られた濃縮マスに、Ｎ−ヘプタン３７．７０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式（Ｉ５７-ｆ）で表される化合物３．２７部を得た。
Figure 0005910027
式（Ｉ５７−ｇ）で表される塩を、特開２００８−１２７３６７号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ５７−ｇ）で表される塩３．８７部及びアセトニトリル１９．４１部を仕込み、３０℃で３０分間攪拌し、式（Ｉ５７−ｃ）で表される化合物１．７１部を仕込み、８０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ５７−ｈ）で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 0005910027
２３℃まで冷却した後、得られた式（Ｉ５７−ｈ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ５７−ｆ）で表される化合物３．２７部及びアセトニトリル３．２７部の混合溶液を仕込み、８０℃で１２時間攪拌した。得られた反応マスを濃縮した後、得られた濃縮マスに、クロロホルム３８．８２部及びイオン交換水９．７０部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル３７．９０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮した。その後、得られた濃縮物に、アセトニトリル１．８４部及びｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２７．６０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式（Ｉ５７）で表される塩２．９６部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ４６７．１
実施例３：式（Ｉ５８）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ５８−ａ）で表される化合物６．００部及びクロロホルム３０部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、式（Ｉ５８−ｂ）で表される化合物５．５１部を仕込み、６０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ５８−ｃ）で表される化合物を含む溶液を得た。
２３℃まで冷却した後、得られた式（Ｉ５８−ｃ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ５８−ｄ）で表される化合物４．７８部及びクロロホルム４．７８部の混合溶液を３０分かけて滴下し、さらに２３℃で１２時間攪拌した。得られた反応マスに、イオン交換水１５部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を３回行った。得られた有機層をろ過した後、回収されたろ液を濃縮することにより、式（Ｉ５８−ｅ）で表される塩６．２８部を得た。
Figure 0005910027
式（Ｉ５８−ｅ）で表される化合物５．６５部及びアセトニトリル３１．４７部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、０℃まで冷却し、水素化ホウ素ナトリウム０．３１部及びイオン交換水３．０７部の混合溶液を１０分かけて滴下し、更に、０℃で２時間攪拌した。得られた反応溶液に、１Ｎ塩酸８．１１部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌した後、濃縮した。得られた濃縮マスに、クロロホルム４８．３２部及びイオン交換水１２．０８部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を３回行った。得られた有機層をろ過した後、回収されたろ液を濃縮し、得られた濃縮マスに、Ｎ−ヘプタン３９．１２部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式（Ｉ５８-ｆ）で表される化合物３．８５部を得た。
Figure 0005910027
式（Ｉ５８−ｇ）で表される塩を、特開２００８−１２７３６７号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ５８−ｇ）で表される塩３．８７部及びアセトニトリル１９．４１部を仕込み、３０℃で３０分間攪拌し、式（Ｉ５８−ｃ）で表される化合物１．７１部を仕込み、８０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ５８−ｈ）で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 0005910027
２３℃まで冷却した後、得られた式（Ｉ５８−ｈ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ５８−ｆ）で表される化合物３．６９部及びアセトニトリル３．６９部の混合溶液を仕込み、８０℃で１２時間攪拌した。得られた反応マスを濃縮した後、得られた濃縮マスに、クロロホルム４２．２２部及びイオン交換水１０．５６部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル３８．４０部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮した。その後、得られた濃縮物に、アセトニトリル１．９１部及びｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２８．６８部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式（Ｉ５８）で表される塩２．６８部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ５０７．２
実施例４：式（Ｉ４）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ４−ａ）で表される塩を、特開２００８−１２７３６７号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ４−ａ）で表される塩２０．００部及びクロロホルム１００部を仕込み、３０℃で３０分間攪拌し、式（Ｉ４−ｂ）で表される化合物８．８１部を仕込み、６０℃で１時間攪拌することにより、式（Ｉ４−ｃ）で表される化合物を含む溶液を得た。
Figure 0005910027
得られた式（Ｉ４−ｃ）で表される化合物を含む溶液に、式（Ｉ４−ｄ）で表される化合物６．００部及びクロロホルム６．００部を仕込み、２３℃で３時間攪拌した。得られた反応マスに、イオン交換水２５部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル１２０部を加えて攪拌し、ろ過することにより、式（Ｉ４）で表される塩２０．７１部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ２６３．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ２８９．０
実施例５：式（Ｉ１２８）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ１２８−ａ）で表される塩を、特開２００８−２６０７４５号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ１２８−ａ）で表される塩１．６９部、式（Ｉ１２８−ｂ）で表される化合物６０部及び濃硫酸０．０３部を仕込み、６０℃で２４時間還流脱水した後、２３℃に冷却した。得られた反応物に、クロロホルム１２０部及び１％炭酸カリウム水溶液１６．１６部を添加攪拌後、分液した。回収された有機層に、イオン交換水４０部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物を、アセトニトリルに溶解した後、濃縮した。得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２０部を加えて攪拌し、上澄み液を除去した後、濃縮することにより、式（Ｉ１２８）で表される塩１．５９部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ３０５．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３１１．０
実施例６：式（Ｉ１２６）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ１２６−ａ）で表される塩を、特開２００８−２６０７４５号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ１２６−ａ）で表される塩１．６９部、式（Ｉ１２６−ｂ）で表される化合物１０部、クロロホルム１２０部及び濃硫酸０．０３部を仕込み、６５℃で４８時間還流脱水した後、２３℃に冷却した。得られた反応物に、１％炭酸カリウム水溶液１６．１６部を添加攪拌後、分液した。回収された有機層に、イオン交換水４０部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物を、アセトニトリルに溶解した後、濃縮した。得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２０部を加えて攪拌し、上澄み液を除去した後、濃縮することにより、式（Ｉ１２６）で表される塩１．６１部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ３０５．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ３５１．１
実施例７：式（Ｉ１２７）で表される塩の合成
Figure 0005910027
式（Ｉ１２７−ａ）で表される塩を、特開２００８−２６０７４５号公報に記載された方法で合成した。
式（Ｉ１２７−ａ）で表される塩１．６９部、式（Ｉ１２７−ｂ）で表される化合物１０部、クロロホルム１２０部及び濃硫酸０．０３部を仕込み、６５℃で２４時間還流脱水した後、２３℃に冷却した。得られた反応物に、１％炭酸カリウム水溶液１６．１６部を添加攪拌後、分液した。回収された有機層に、イオン交換水４０部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を５回行った。得られた有機層に活性炭１．００部を仕込み、２３℃で３０分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物を、アセトニトリルに溶解した後、濃縮した。得られた濃縮物に、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル２０部を加えて攪拌し、上澄み液を除去した後、濃縮することにより、式（Ｉ１２７）で表される塩１．４５部を得た。
ＭＳ（ＥＳＩ（＋）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ＋ ３０５．１
ＭＳ（ＥＳＩ（−）Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）：Ｍ− ４０３．１
合成例１（樹脂（Ａ）の合成）
使用した化合物を下記に示す。
Figure 0005910027
〔樹脂Ａ１の合成〕
モノマーとして、モノマー（ａ１−１−３）、モノマー（ａ１−２−３）、モノマー（ａ２−１−１）、モノマー（ａ３−１−１）及びモノマー（ａ３−２−３）を用い、そのモル比（モノマー（ａ１−１−３）：モノマー（ａ１−２−３）：モノマー（ａ２−１−１）：モノマー（ａ３−１−１）：モノマー（ａ３−２−３））が３０：１４：６：２０：３０となるように混合し、全モノマー量の１．５質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を全モノマー量に対して各々、１ｍｏｌ％及び３ｍｏｌ％添加し、これらを７３℃で約５時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール／水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール／水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を２回行い、重量平均分子量８．１×１０３の樹脂Ａ１（共重合体）を収率６５％で得た。この樹脂Ａ１は、以下の構造単位を有するものである。
Figure 0005910027
〔樹脂Ａ２の合成〕
モノマーとして、モノマー（ａ１−１−２）、モノマー（ａ２−１−１）及びモノマー（ａ３−１−１）を用い、そのモル比（モノマー（ａ１−１−２）：モノマー（ａ２−１−１）：モノマー（ａ３−１−１））が５０：２５：２５となるように混合し、全モノマー量の１．５質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を全モノマー量に対して各々、１ｍｏｌ％及び３ｍｏｌ％添加し、これらを８０℃で約８時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール／水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール／水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を２回行い、重量平均分子量９．２×１０３の樹脂Ａ２（共重合体）を収率６０％で得た。この樹脂Ａ２は、以下の構造単位を有するものである。
Figure 0005910027
表８に示すように、以下の各成分を混合して溶解することにより得られた混合物を孔径０．２μｍのフッ素樹脂製フィルタで濾過することにより、レジスト組成物を調製した。
Figure 0005910027
＜樹脂＞
Ａ１：樹脂Ａ１
Ａ２：樹脂Ａ２
＜酸発生剤＞
Ｉ１：式（Ｉ１）で表される塩（実施例１）
Ｉ５７：式（Ｉ５７）で表される塩（実施例２）
Ｉ５８：式（Ｉ５８）で表される塩（実施例３）
Ｉ４：式（Ｉ４）で表される塩（実施例４）
Ｉ１２８：式（Ｉ１２８）で表される塩（実施例５）
Ｉ１２６：式（Ｉ１２６）で表される塩（実施例６）
Ｉ１２７：式（Ｉ１２７）で表される塩（実施例７）
Ｂ１：
Figure 0005910027
Ｂ２：
Figure 0005910027
＜塩基性化合物：クエンチャー＞
Ｃ１：２，６−ジイソプロピルアニリン
＜溶剤＞
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２６５部
２−ヘプタノン ２０．０部
プロピレングリコールモノメチルエーテル ２０．０部
γ−ブチロラクトン ３．５部
１２インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物［ＡＲＣ−２９；日産化学（株）製］を塗布して、２０５℃、６０秒の条件でベークすることによって、厚さ７８ｎｍの有機反射防止膜を形成した。
次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥（プリベーク）後の膜厚が８５ｎｍとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表８の「ＰＢ」欄に記載された温度で６０秒間プリベーク（ＰＢ）した。こうしてレジスト組成物膜を形成したウェハに、液浸露光用ＡｒＦエキシマステッパー［ＸＴ：１９００Ｇｉ；ＡＳＭＬ社製、ＮＡ＝１.３５、３／４Ａｎｎｕｌａｒ Ｘ−Ｙ偏向］を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表８の「ＰＥＢ」欄に記載された温度で６０秒間ポストエキスポジャーベーク（ＰＥＢ）を行い、レジストパターンを得た。
さらに２．３８質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で６０秒間のパドル現像を行った。
各レジスト膜において、５０ｎｍのラインアンドスペースパターンが１：１となる露光量となる露光量を実効感度とした。
ラインエッジラフネス評価（ＬＥＲ）：リソグラフィプロセス後のレジストパターンの壁面を走査型電子顕微鏡で観察し、レジストパターンの側壁の凹凸の振れ幅が、
３．５ｎｍ以下であるものを◎◎、
３．５ｎｍを超え４．０ｎｍ以下であるものを◎
４．０ｎｍを超え、５．０ｎｍ以下であるものを○、
５．０ｎｍを超えるものを×とした。
これらの結果を表９に示す。
Figure 0005910027
本発明の塩を含むレジスト組成物を用いれば、優れたラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を有するレジストパターンを製造することができる。

Claims (10)

  1. 式（Ｉ）で表される塩。
    Figure 0005910027
    ［式（Ｉ）中、
    Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基を表すか、又は、Ｒ１及びＲ２は互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数５〜２０の脂肪族環を形成する。
    Ｒ３及びＲ４は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表す。
    Ｘ１は、式（Ｘ１−Ｃ）〜式（Ｘ１−Ｆ）のいずれかで表される基を表す。
    Figure 0005910027
    ［式（Ｘ１−Ｃ）〜式（Ｘ１−Ｆ）中、Ｘ １２ は、２価の炭素数１〜１４の飽和炭化水素基を表す。
    Ｘ １３ 〜Ｘ １７ は、それぞれ独立に、２価の炭素数１〜１２の飽和炭化水素基を表す。
    Ｘ １８ は、メチレン基を表す。
    但し、Ｘ １３ とＸ １４ との合計炭素数、Ｘ １５ とＸ １６ との合計炭素数、及び、Ｘ １７ と
    Ｘ １８ との合計炭素数の上限は、それぞれ１３である。
    ＊で示される２つの結合手のうち、左側の結合手はＣ（Ｒ ３ ）（Ｒ ４ ）の炭素原子と結合している。
    Ｚ１＋は、有機対イオンを表す。］
  2. 式（Ｉ’）で表される塩。
    Figure 0005910027
    ［式（Ｉ’）中、
    Ｒ１及びＲ２は、互いに結合し、それらが結合している炭素原子とともに炭素数５〜２０の脂肪族環を形成する。
    Ｒ３及びＲ４は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基を表す。
    Ｘ１は、２価の炭素数１〜１７の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよく、該飽和炭化水素基を構成する−ＣＨ２−は、−Ｏ−又は−ＣＯ−で置き換わっていてもよい。
    Ｚ１＋は、有機対イオンを表す。］
  3. Ｒ１及びＲ２が互いに結合して、それらが結合している炭素原子とともに形成される脂肪族環が、シクロヘキサン環である請求項１又は２記載の塩。
  4. Ｘ１が、−ＣＯ−又は以下で表される基である請求項１〜３のいずれか記載の塩。
    Figure 0005910027
    （＊は、−Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）−の炭素原子との結合手を表す。）
  5. Ｚ１＋が、トリアリールスルホニウムカチオンである請求項１〜４のいずれか一項記載の塩。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の塩を含有する酸発生剤。
  7. 請求項６記載の酸発生剤と樹脂とを含有するレジスト組成物。
  8. 樹脂が、酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である請求項７記載のレジスト組成物。
  9. さらに、塩基性化合物を含有する請求項７又は８記載のレジスト組成物。
  10. （１）請求項７〜９のいずれか一項記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
    （２）塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
    （３）組成物層に露光機を用いて露光する工程、
    （４）露光後の組成物層を加熱する工程、
    （５）加熱後の組成物層を現像する工程、
    を含むレジストパターンの製造方法。
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