JP6240414B2 - Resist composition and method for producing resist pattern - Google Patents
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Description
本発明は、レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法等に関する。 The present invention relates to a resist composition, a method for producing a resist pattern using the resist composition, and the like.
特許文献1には、式(a1−1−3)で表される構造単位、式(a2−1−1)で表される構造単位、式(a3−1−1)で表される構造単位及び式(I−1)で表される構造単位からなる樹脂と、式(B1−X)で表される塩からなる酸発生剤とを含有するレジスト組成物が記載されている。
また、レジスト組成物から、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する際、アルカリ現像液で現像するとポジ型レジストパターンが得られ、有機溶剤で現像するとネガ型レジストパターンが得られることが知られている(非特許文献1)。
Patent Document 1 includes a structural unit represented by the formula (a1-1-3), a structural unit represented by the formula (a2-1-1), and a structural unit represented by the formula (a3-1-1). And a resist composition comprising a resin comprising a structural unit represented by formula (I-1) and an acid generator comprising a salt represented by formula (B1-X).
Further, it is known that when a resist pattern is formed from a resist composition by photolithography, a positive resist pattern is obtained when developed with an alkaline developer, and a negative resist pattern is obtained when developed with an organic solvent ( Non-patent document 1).
本発明の目的は、優れたパターン倒れ耐性(PCM)であるレジストパターンを製造できるレジスト組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resist composition capable of producing a resist pattern having excellent pattern collapse resistance (PCM).
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される構造単位を有する樹脂及び式(II)で表される酸発生剤を含有するレジスト組成物。
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
R3は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Z1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。]
[式(II)中、
X2は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基又は−OR5で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R4及びR5は、それぞれ独立に、炭素数1〜24の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
〔2〕式(II)で表される酸発生剤が式(IIA)で表される酸発生剤である〔1〕記載のレジストパターンの製造方法。
[式(IIA)中、X2及びZ+は、上記と同じ意味を表す。
R6は、炭素数1〜17の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R7は、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
R8は、炭素数1〜6のフッ素化アルキル基を表す。
ただし、R6、R7及びR8の合計炭素数は、19以下である。]
〔3〕さらに溶剤を含有する〔1〕又は〔1〕記載のレジスト組成物。
〔4〕(1)上記〔1〕〜〔3〕のいずれか1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)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
The present invention includes the following inventions.
[1] A resist composition comprising a resin having a structural unit represented by formula (I) and an acid generator represented by formula (II).
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
Z 1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
[In the formula (II),
X 2 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a hydroxy group or —OR 5 , and a methylene group constituting the alkanediyl group May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, The methylene group contained in the group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Z + represents an organic cation. ]
[2] The method for producing a resist pattern according to [1], wherein the acid generator represented by the formula (II) is an acid generator represented by the formula (IIA).
[In formula (IIA), X 2 and Z + represent the same meaning as described above.
R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the methylene group constituting the hydrocarbon group is May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 7 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 8 represents a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
However, the total carbon number of R 6 , R 7 and R 8 is 19 or less. ]
[3] The resist composition according to [1] or [1], further containing a solvent.
[4] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [1] to [3] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A method for producing a resist pattern, comprising: a step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.
本発明のレジスト組成物によれば、パターン倒れ耐性に優れるレジストパターンを製造できる。 According to the resist composition of the present invention, a resist pattern having excellent pattern collapse resistance can be produced.
〈レジスト組成物〉
本発明のレジスト組成物は、
樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある)及び、
式(II)で表される酸発生剤(以下「酸発生剤(II)」という場合がある)を含有する。
本発明のレジスト組成物は、さらに、溶剤(E)を含有していることが好ましい。
本発明のレジスト組成物は、さらに、塩基性化合物(C)を含有していることが好ましい。
<Resist composition>
The resist composition of the present invention comprises:
Resin (hereinafter sometimes referred to as “resin (A)”), and
It contains an acid generator represented by the formula (II) (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (II)”).
The resist composition of the present invention preferably further contains a solvent (E).
The resist composition of the present invention preferably further contains a basic compound (C).
〈樹脂(A)〉
樹脂(A)は、式(I)で表される構造単位(以下「構造単位(I)」という場合がある)を含む。
樹脂(A)は、さらに酸不安定基を有する構造単位(以下「構造単位(a)」という場合がある)を含むことが好ましく、酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(s)」という場合がある)等を含んでいてもよい。
本明細書において、「酸不安定基」とは、脱離基を有し、酸との接触により脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。
<Resin (A)>
The resin (A) includes a structural unit represented by the formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (I)”).
The resin (A) preferably further contains a structural unit having an acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a)”), and a structural unit having no acid labile group (hereinafter “structural unit”). (S) "may be included).
In the present specification, the “acid labile group” is a group having a leaving group and forming a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group) by leaving the leaving group by contact with an acid. Means.
〈構造単位(I)〉
構造単位(I)を以下に示す。
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
R3は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Z1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。]
<Structural unit (I)>
The structural unit (I) is shown below.
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
Z 1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
環T1のスルトン環は、環を構成する原子団として、−SO2−O−を含む環をいう。
スルトン環としては、例えば、式(T1−1)、式(T1−2)、式(T1−3)又は式(T1−4)で表される環が挙げられる。スルトン環は、単環式であってもよいが、多環式であることが好ましい。多環式のスルトン環とは、環を構成する原子団として−SO2−O−を含む橋かけ環を意味し、例えば、式(T1−1)又は式(T1−2)で表される環が挙げられる。なお、スルトン環は、式(T1−2)で表される環のように、環を構成する原子団として、−SO2−O−以外に、さらにヘテロ原子を含んでいてもよい。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子が挙げられ、なかでも、好ましくは酸素原子である。
スルトン環が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基等が挙げられる。
The sultone ring of the ring T 1 refers to a ring containing —SO 2 —O— as an atomic group constituting the ring.
The sultone ring, for example, formula (T 1 -1), formula (T 1 -2), the ring can be mentioned formula (T 1 -3) or formula (T 1 -4). The sultone ring may be monocyclic but is preferably polycyclic. The polycyclic sultone ring means a bridged ring containing —SO 2 —O— as an atomic group constituting the ring, and is represented by, for example, the formula (T 1 -1) or the formula (T 1 -2). Ring. Incidentally, sultone ring, as the ring represented by the formula (T 1 -2), as an atomic group forming a ring, other than -SO 2 -O-, may contain a further hetero atom. Examples of the hetero atom include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom, and among them, an oxygen atom is preferable.
Examples of the substituent that the sultone ring may have include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, and 1 to 12 carbon atoms. Examples thereof include an alkoxy group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
ハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基及びトリヨードメチル基等が挙げられる。
ヒドロキシ基を有するアルキル基は、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基などが挙げられる。
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基及びナフチルエチル基などが挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシ基にカルボニル基がさらに結合した基が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基などが挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
Examples of the alkyl group having a halogen atom include trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluorosec-butyl group, perfluorotert-butyl group, perfluoropentyl group, perfluorohexyl group, A trichloromethyl group, a tribromomethyl group, a triiodomethyl group, etc. are mentioned.
Examples of the alkyl group having a hydroxy group include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group.
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Aryl groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl, phenanthryl. Group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl and the like.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include groups in which a carbonyl group is further bonded to an alkoxy group such as a methoxycarbonyl group or an ethoxycarbonyl group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
式(T1−1)〜式(T1−4)のいずれかで表される環の置換基におけるアルキル基は、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有するアルキル基としては、好ましくは、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基及びトリフルオロメチル基等である。
アルコキシカルボニル基としては、炭素数6以下が好ましく、メトキシカルボニル基がさらに好ましい。
なお、構造単位(I)を誘導し得る化合物の製造が容易であるという観点から、スルトン環としては、置換基を有さないスルトン環が好ましい。
The alkyl group in the substituent of the ring represented by any of the formulas (T 1 -1) to (T 1 -4) is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a methyl group.
The alkyl group having a halogen atom or a hydroxy group is preferably a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a trifluoromethyl group, or the like.
The alkoxycarbonyl group preferably has 6 or less carbon atoms, and more preferably a methoxycarbonyl group.
In addition, as a sultone ring, the sultone ring which does not have a substituent is preferable from a viewpoint that manufacture of the compound which can derive | guide | derive structural unit (I) is easy.
環T1としては、以下の式(T1’)で表される環が好ましい。
[式(T1’)中、
X11は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又はメチレン基を表す。
R41は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基又は炭素数2〜4のアシル基を表す。
maは、0〜9の整数を表す。maが2以上のとき、複数のR41は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。]
The ring T 1 is preferably a ring represented by the following formula (T1 ′).
[In the formula (T1 ′),
X 11 each independently represents an oxygen atom, a sulfur atom or a methylene group.
R 41 is a halogen atom or an alkyl group having 1-12 carbon atoms which may have hydroxy group, a halogen atom, hydroxy group, aryloxy group, a cyano group, an alkoxy group having 1-12 carbon atoms, 6 carbon atoms 12 represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
ma represents an integer of 0 to 9. When ma is 2 or more, the plurality of R 41 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
X11は、好ましくは酸素原子又はメチレン基であり、より好ましくは酸素原子である。
R41は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基が好ましい。
X 11 is preferably an oxygen atom or a methylene group, more preferably an oxygen atom.
R 41 is preferably a C 1-12 alkyl group which may have a halogen atom or a hydroxy group.
さらに、環T1としては、式(T1)で表される環が好ましい。
[式(T1)中、
R4は、ハロゲン原子又はヒドロキシ基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドジルオキシ基、炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基あるいは炭素数2〜4のアシル基を表す。
mは、0〜9の整数を表す。mが2以上のとき、複数のR4は同一又は相異なる。
*は、酸素原子との結合手を表す。]
式(T1’)におけるma及び式(T1)におけるmは、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
Further, the ring T 1 is preferably a ring represented by the formula (T1).
[In the formula (T1),
R 4 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a halogen atom or a hydroxy group, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aryl having 6 to 12 carbon atoms. Group, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, a glycidyloxy group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 4 carbon atoms.
m represents an integer of 0 to 9. When m is 2 or more, the plurality of R 4 are the same or different.
* Represents a bond with an oxygen atom. ]
Ma in the formula (T1 ′) and m in the formula (T1) are preferably 0 or 1, and more preferably 0.
式(T1’)で表される環及び式(T1)で表される環としては、以下の環が挙げられる。
Examples of the ring represented by the formula (T1 ′) and the ring represented by the formula (T1) include the following rings.
R3のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などのアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、1,1,1,2,2−ペンタフルオロプロピル基、ペルフルオロプロピル基、1,1,1,2,2,3,3−ペプタフルオロブチル基、ペルフルオロブチル基、1,1,1,2,2,3,3,4,4−ノナフルオロペンチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基等のフッ化アルキル基が挙げられる。
なかでも、R3は、好ましくは、ハロゲン原子を有さないアルキル基又は水素原子であり、より好ましくは、水素原子又はメチル基である。
Examples of the halogen atom for R 3 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl. And alkyl groups such as a group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, and dodecyl group.
Examples of the alkyl group having a halogen atom include trifluoromethyl group, 1,1,1-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 1,1,1,2,2-pentafluoropropyl group, perfluoropropyl group, 1, 1,1,2,2,3,3-peptafluorobutyl group, perfluorobutyl group, 1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluoropentyl group, perfluoropentyl group, perfluoro Examples include fluorinated alkyl groups such as hexyl group, perfluoroheptyl group, and perfluorooctyl group.
Among these, R 3 is preferably an alkyl group having no halogen atom or a hydrogen atom, and more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Z1の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、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基及びプロパン−2,2−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;が挙げられる。
Examples of the alkanediyl group of Z 1 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a butane-1,4-diyl group, and a pentane-1,5- Diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane- 1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl A linear alkanediyl group such as a group, heptadecane-1,17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group and propane-2,2-diyl group;
1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1, Branched alkanediyl groups such as a 4-diyl group.
構造単位(I)としては、例えば、以下の構造単位が挙げられる。
Examples of the structural unit (I) include the following structural units.
上記の構造単位(I)の具体例において、R3に相当するメチル基が水素原子に置き換わったものも構造単位(I)の具体例として挙げられる。 Specific examples of the structural unit (I) include those in which the methyl group corresponding to R 3 is replaced by a hydrogen atom.
構造単位(I)を導くモノマーは、例えば、特開2010−113334号公報記載の方法によって製造することができる。 The monomer for deriving the structural unit (I) can be produced, for example, by the method described in JP 2010-113334 A.
樹脂(A)は、好ましくは、構造単位(I)を導くモノマーと、構造単位(a)を導くモノマー及び/又は構造単位(s)を導くモノマーとの共重合体である。 The resin (A) is preferably a copolymer of a monomer that leads to the structural unit (I) and a monomer that leads to the structural unit (a) and / or a monomer that leads to the structural unit (s).
〈構造単位(a)〉
構造単位(a)は、酸不安定基を有する構造単位である。ここで、「酸不安定基」は、上述したように、酸と接触すると脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基である。
酸不安定基としては、例えば、式(1)で表される基、式(2)で表される基等が挙げられる。
[式(1)中、Ra1、Ra2及びRa3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。*は結合手を表す。]
[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び該2価の炭化水素基を構成する−CH2−は、−O―又は―S−で置き換わってもよい。
<Structural unit (a)>
The structural unit (a) is a structural unit having an acid labile group. Here, as described above, the “acid labile group” is a group that forms a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group) by leaving the leaving group upon contact with an acid.
Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) and a group represented by the formula (2).
[In the formula (1), R a1 , R a2 and R a3 each independently represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
[In Formula (2), R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R a2 ′ and R a3 ′ are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — constituting the hydrocarbon group and the divalent hydrocarbon group. May be replaced by -O- or -S-.
Ra1、Ra2及びRa3で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられる。
Ra1、Ra2及びRa3で表さ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い。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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基(*は結合手を表す。)等が挙げられる。Ra1、Ra2及びRa3で表される脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜16である。
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組合わせた基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group represented by R a1 , R a2 and R a3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group.
The alicyclic hydrocarbon group represented by R a1 , R a2 and R a3 may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, and the following groups (* represents a bond). The alicyclic hydrocarbon group represented by R a1 , R a2 and R a3 preferably has 3 to 16 carbon atoms.
Examples of the group obtained by combining an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, and a methylnorbornyl group.
Ra1及びRa2が互いに結合して2価の炭化水素基を形成する場合の−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)としては、例えば、下記の基が挙げられる。2価の炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜12である。各式中、Ra3は上記と同じ意味であり、*は−O−との結合手を表す。
Examples of —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) in the case where R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group include the following groups. The divalent hydrocarbon group preferably has 3 to 12 carbon atoms. In each formula, R a3 has the same meaning as described above, and * represents a bond to —O—.
式(1)で表される基としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中においてRa1、Ra2及び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及びこれらが結合する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)等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (a group in which R a1 , R a2 and R a3 are alkyl groups in the formula (1), preferably tert-butoxycarbonyl). Group), 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 , R a2 and the carbon atom to which they are bonded form an adamantyl group, and R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantan-1-yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group).
Ra1'、Ra2'及びRa3'で表さ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、芳香族炭化水素基及びこれらを組み合わせた基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記と同様のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
Ra2'及びRa3'が互いに結合して形成する2価の炭化水素基としては、例えば、Ra1'〜Ra3'の炭化水素基から水素原子を1個取り去った基が挙げられる。
Ra1'及びRa2'のうち、少なくとも1つは水素原子であることが好ましい。
Examples of the hydrocarbon group represented by R a1 ′ , R a2 ′ and R a3 ′ include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group obtained by combining these.
Examples of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group are the same as those described above.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl, biphenyl Groups, phenanthryl groups, 2,6-diethylphenyl groups, aryl groups such as 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the divalent hydrocarbon group formed by combining R a2 ′ and R a3 ′ include groups in which one hydrogen atom has been removed from the hydrocarbon groups of R a1 ′ to R a3 ′ .
At least one of R a1 ′ and R a2 ′ is preferably a hydrogen atom.
式(2)で表される基の具体例としては、例えば、以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。
Specific examples of the group represented by the formula (2) include the following groups. * Represents a bond.
構造単位(a)を導くモノマーは、好ましくは、酸不安定基とエチレン性不飽和結合とを有するモノマー、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。 The monomer for deriving the structural unit (a) is preferably a monomer having an acid labile group and an ethylenically unsaturated bond, and more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有する構造単位(a)を有する樹脂をレジスト組成物に使用すれば、レジストパターンの解像度を向上させることができる。 Among the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferable. If a resin having a structural unit (a) having a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group is used in the resist composition, the resolution of the resist pattern can be improved.
式(1)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位として、好ましくは式(a1−1)で表される構造単位又は式(a1−2)で表される構造単位が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。本明細書では、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位を、それぞれ構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)と、構造単位(a1−1)を誘導するモノマー及び構造単位(a1−2)を誘導するモノマーを、それぞれモノマー(a1−1)及びモノマー(a1−2)という場合がある。 As a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer having a group represented by formula (1), preferably a structural unit represented by formula (a1-1) or a structure represented by formula (a1-2) Units are listed. These may be used alone or in combination of two or more. In this specification, the structural unit represented by the formula (a1-1) and the structural unit represented by the formula (a1-2) are represented by the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2), respectively. The monomer that derives the structural unit (a1-1) and the monomer that derives the structural unit (a1-2) may be referred to as a monomer (a1-1) and a monomer (a1-2), respectively.
[式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7の整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合わせた基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。]
[In Formula (a1-1) and Formula (a1-2),
L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to —CO—. Represents a hand.
R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group obtained by combining these.
m1 represents the integer of 0-14.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]
La1及びLa2は、好ましくは、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−であり、より好ましくは−O−である。k1は、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1である。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra6及びRa7のアルキル基、脂環式炭化水素基及びこれらを組合わせた基としては、式(1)のRa1、Ra2及びRa3で表される基と同様の基が挙げられる。
Ra6及びRa7のアルキル基は、好ましくは炭素数6以下である。
Ra6及びRa7の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数8以下、より好ましくは6以下である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。
L a1 and L a2 are preferably —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably —O—. k1 is preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Examples of the alkyl group of R a6 and R a7 , the alicyclic hydrocarbon group, and the group obtained by combining these include the same groups as the groups represented by R a1 , R a2, and R a3 in formula (1). .
The alkyl group for R a6 and R a7 preferably has 6 or less carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group of R a6 and R a7 preferably has 8 or less carbon atoms, more preferably 6 or less.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.
モノマー(a1−1)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。中でも、式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)のいずれかで表されるモノマーがより好ましい。
As a monomer (a1-1), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned. Among these, a monomer represented by any one of formula (a1-1-1) to formula (a1-1-8) is preferable, and any one of formula (a1-1-1) to formula (a1-1-4) is preferable. The monomer represented by is more preferable.
モノマー(a1−2)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−メチルシクロヘキサン−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、1−イソプロピルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート等が挙げられる。式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)で表されるモノマーが好ましく、式(a1−2−3)〜式(a1−2−4)又は式(a1−2−9)〜式(a1−2−10)で表されるモノマーがより好ましく、式(a1−2−3)又は式(a1−2−9)で表されるモノマーがさらに好ましい。
Examples of the monomer (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, and 1-ethylcycloheptan-1-yl (meth). Acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclohexane-1- And yl (meth) acrylate. Monomers represented by the formula (a1-2-1) to the formula (a1-2-12) are preferred, and the formula (a1-2-3) to the formula (a1-2-4) or the formula (a1-2-9) The monomer represented by formula (a1-2-10) is more preferable, and the monomer represented by formula (a1-2-3) or formula (a1-2-9) is more preferable.
樹脂(A)が構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を含む場合、これらの合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。 When the resin (A) contains the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), the total content thereof is usually 10 to 95 mol with respect to all the structural units of the resin (A). %, Preferably 15 to 90 mol%, more preferably 20 to 85 mol%.
式(2)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位としては、式(a1−5)で表される構造単位(以下「構造単位(a1−5)」という場合がある)が挙げられる。
[式(a1−5)中、
R31は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Za1は、単結合又は*−[CH2]k4−CO−La54−を表す。ここで、k4は1〜4の整数を表す。*は、La51との結合手を表す。
La51、La52、La53及びLa54は、それぞれ独立に、−O−又は−S−を表す。
s1は、1〜3の整数を表す。
s1’は、0〜3の整数を表す。]
As a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer having a group represented by the formula (2), a structural unit represented by the formula (a1-5) (hereinafter referred to as “structural unit (a1-5)”) There are).
[In the formula (a1-5),
R 31 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
Z a1 represents a single bond or * — [CH 2 ] k4 —CO—L a54 —. Here, k4 represents an integer of 1 to 4. * Represents a bond with L a51 .
L a51 , L a52 , L a53 and L a54 each independently represent —O— or —S—.
s1 represents an integer of 1 to 3.
s1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]
式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
La51は、酸素原子が好ましい。
La52及びLa53は、一方が酸素原子、他方が硫黄原子が好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
Za1は、単結合又は*−CH2−CO−O−が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L a51 is preferably an oxygen atom.
One of L a52 and L a53 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z a1 is preferably a single bond or * —CH 2 —CO—O—.
構造単位(a1−5)を導くモノマーとしては、以下のモノマーが挙げられる。
Examples of the monomer that leads to the structural unit (a1-5) include the following monomers.
樹脂(A)が、構造単位(a1−5)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、1〜50モル%が好ましく、3〜45モル%がより好ましく、5〜40モル%がさらに好ましい。 When resin (A) has a structural unit (a1-5), the content rate is preferable 1-50 mol% with respect to all the structural units of resin (A), and 3-45 mol% is more preferable. 5 to 40 mol% is more preferable.
〈構造単位(s)〉
酸不安定基を有さない構造単位である「構造単位(s)」を導くモノマーは、酸不安定基を有さないモノマーであれば特に限定されず、レジスト分野で公知のモノマーを使用できる。
構造単位(s)としては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a2)」という場合がある)及び/又はラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a3)」という場合がある)を有する樹脂をレジスト組成物に使用すれば、レジストパターンの解像度及び基板との密着性を向上させることができる。
<Structural unit (s)>
The monomer for deriving the “structural unit (s)” which is a structural unit having no acid labile group is not particularly limited as long as it is a monomer having no acid labile group, and a known monomer in the resist field can be used. .
As the structural unit (s), a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring and having no acid labile group is preferable. A structure having a hydroxy group and having no acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a2)”) and / or a lactone ring and having no acid labile group If a resin having a unit (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a3)”) is used for the resist composition, the resolution of the resist pattern and the adhesion to the substrate can be improved.
〈構造単位(a2)〉
構造単位(a2)が有するヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基でも、フェノール性ヒドロキシ基でもよい。
レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ露光(248nm)、電子線又はEUV(超紫外光)等の高エネルギー線露光に適用する場合、構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)を用いることが好ましい。また、ArFエキシマレーザ露光(193nm)等に適用する場合、構造単位(a2)として、アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)が好ましく、構造単位(a2−1)を用いることがより好ましい。構造単位(a2)は、1種を単独で含有してもよく、2種以上を併用してもよい。
<Structural unit (a2)>
The hydroxy group contained in the structural unit (a2) may be an alcoholic hydroxy group or a phenolic hydroxy group.
When the resist composition is applied to KrF excimer laser exposure (248 nm), high energy beam exposure such as electron beam or EUV (extreme ultraviolet light), the structural unit (a2) having a phenolic hydroxy group as the structural unit (a2) ) Is preferably used. When applied to ArF excimer laser exposure (193 nm) or the like, the structural unit (a2) is preferably a structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group, and more preferably a structural unit (a2-1). As the structural unit (a2), one type may be contained alone, or two or more types may be used in combination.
アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)としては、式(a2−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a2−1)」という。)が挙げられる。
[式(a2−1)中、
La3は、−O−又は*−O−(CH2)k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7の整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。]
Examples of the structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group include a structural unit represented by the formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a2-1)”).
[In the formula (a2-1),
L a3 represents —O— or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—,
k2 represents an integer of 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10. ]
式(a2−1)では、La3は、好ましくは、−O−、−O−(CH2)f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
In the formula (a2-1), L a3 is preferably, -O -, - O- (CH 2) f1 -CO-O- and is (wherein f1 is an integer from 1 to 4), more preferably Is —O—.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
構造単位(a2−1)を導くモノマーとしては、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。式(a2−1−1)〜式(a2−1−6)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a2−1−1)〜式(a2−1−4)のいずれかで表されるモノマーがより好ましく、式(a2−1−1)又は式(a2−1−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。
As a monomer which introduce | transduces structural unit (a2-1), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. A monomer represented by any one of formula (a2-1-1) to formula (a2-1-6) is preferable, and represented by any one of formula (a2-1-1) to formula (a2-1-4). The monomer represented by Formula (a2-1-1) or Formula (a2-1-3) is more preferable.
樹脂(A)が構造単位(a2−1)を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常3〜45モル%であり、好ましくは1〜40モル%であり、より好ましくは1〜35モル%であり、さらに好ましくは2〜20モル%である。 When resin (A) contains structural unit (a2-1), the content rate is 3 to 45 mol% normally with respect to all the structural units of resin (A), Preferably it is 1 to 40 mol%. More preferably, it is 1-35 mol%, More preferably, it is 2-20 mol%.
〈構造単位(a3)〉
構造単位(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−バレロラクトン環等の単環でもよく、これら単環式のラクトン環構造を含む橋かけ環でもよい。これらラクトン環のうち、好ましくは、γ−ブチロラクトン環、又は、γ−ブチロラクトン環構造を含む橋かけ環が挙げられる。
<Structural unit (a3)>
The lactone ring contained in the structural unit (a3) may be, for example, a monocycle such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, and a bridged ring including these monocyclic lactone ring structures. But you can. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring or a bridged ring containing a γ-butyrolactone ring structure is preferable.
構造単位(a3)は、好ましくは、式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表される構造単位である。これらの1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。 The structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by the formula (a3-1), the formula (a3-2), or the formula (a3-3). These 1 type may be contained independently and 2 or more types may be contained.
[式(a3−1)中、
La4は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。p1が2以上のとき、複数のRa21は互いに同一又は相異なる。
式(a3−2)中、
La5は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。q1が2以上のとき、複数のRa22は互いに同一又は相異なる。
式(a3−3)中、
La6は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra20は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。r1が2以上のとき、複数のRa23は互いに同一又は相異なる。]
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents an integer of 0 to 5. When p1 is 2 or more, the plurality of R a21 are the same or different from each other.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
q1 represents an integer of 0 to 3. When q1 is 2 or more, the plurality of R a22 are the same or different from each other.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
r1 represents an integer of 0 to 3. When r1 is 2 or more, the plurality of R a23 are the same or different from each other. ]
式(a3−1)、式(a3−2)及び式(a3−3)において、La4、La5及びLa6は、それぞれ独立に、好ましくは、酸素原子又は、k3が1〜4の整数である*−O−(CH2)k3−CO−O−で表される基、より好ましくは酸素原子及び、*−O−CH2−CO−O−、さらに好ましくは酸素原子である。
Ra18、Ra19、Ra20及び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、q1及びr1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。
In Formula (a3-1), Formula (a3-2), and Formula (a3-3), L a4 , L a5, and L a6 are each independently preferably an oxygen atom or an integer of k3 of 1 to 4. A group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O—, more preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O—, still more preferably an oxygen atom.
R a18 , R a19 , R a20 and R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1 and r1 are each independently preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1.
構造単位(a3)を導くモノマーとしては、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。式(a3−1−1)〜式(a3−1−4)、式(a3−2−1)〜式(a3−2−4)及び式(a3−3−1)〜式(a3−3−4)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a3−1−1)〜式(a3−1−2)及び式(a3−2−3)〜式(a3−2−4)のいずれかで表されるモノマーがより好ましく、式(a3−1−1)又は式(a3−2−3)で表されるモノマーがさらに好ましい。 Examples of the monomer that leads to the structural unit (a3) include monomers described in JP 2010-204646 A. Formula (a3-1-1) to Formula (a3-1-4), Formula (a3-2-1) to Formula (a3-2-4), and Formula (a3-3-1) to Formula (a3-3) -4) is preferred, and the monomers represented by formula (a3-1-1) to formula (a3-1-2) and formula (a3-2-3) to formula (a3-2-4) are preferred. The monomer represented by either is more preferable, and the monomer represented by the formula (a3-1-1) or the formula (a3-2-3) is more preferable.
樹脂(A)が構造単位(a3)を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常5〜70モル%であり、好ましくは10〜65モル%であり、より好ましくは10〜60モル%である。 When the resin (A) includes the structural unit (a3), the content is usually 5 to 70 mol%, preferably 10 to 65 mol%, based on all the structural units of the resin (A). More preferably, it is 10-60 mol%.
樹脂(A)における構造単位(I)の含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常1〜80モル%であり、2〜75モル%が好ましく、5〜65モル%がより好ましい。
このような含有率で構造単位(I)を有する樹脂(A)は、樹脂(A)製造時に用いる全モノマーの総モル量に対する構造単位(I)を導くモノマーの使用モル量を調節することにより製造することができる。
The content of the structural unit (I) in the resin (A) is usually 1 to 80 mol%, preferably 2 to 75 mol%, and preferably 5 to 65 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). More preferred.
The resin (A) having the structural unit (I) at such a content rate is adjusted by adjusting the molar amount of the monomer used to derive the structural unit (I) with respect to the total molar amount of all monomers used in the production of the resin (A). Can be manufactured.
樹脂(A)が、構造単位(I)と構造単位(a)とのみからなる樹脂である場合、これらの含有率はそれぞれ、樹脂(A)の全構造単位に対して、
構造単位(I);1〜80モル%
構造単位(a);20〜99モル%が好ましく、
構造単位(I);2〜75モル%
構造単位(a);25〜98モル%がより好ましく、
構造単位(I);5〜65モル%
構造単位(a);35〜95モル%がさらに好ましい。
When the resin (A) is a resin composed only of the structural unit (I) and the structural unit (a), these contents are respectively relative to all the structural units of the resin (A).
Structural unit (I); 1 to 80 mol%
Structural unit (a); 20 to 99 mol% is preferred,
Structural unit (I); 2-75 mol%
Structural unit (a); 25 to 98 mol% is more preferred,
Structural unit (I); 5-65 mol%
The structural unit (a); 35 to 95 mol% is more preferable.
樹脂(A)が、構造単位(I)と構造単位(a)と構造単位(s)からなる樹脂である場合、これらの含有率はそれぞれ、樹脂(A)の全構造単位に対して、
構造単位(I);1〜80モル%
構造単位(a);17〜96モル%
構造単位(s);3〜82モル%が好ましく、
構造単位(I);2〜75モル%
構造単位(a);20〜93モル%
構造単位(s);5〜78モル%がより好ましく、
構造単位(I);5〜65モル%
構造単位(a);30〜90モル%
構造単位(s);5〜65モル%がさらに好ましい。
When the resin (A) is a resin composed of the structural unit (I), the structural unit (a), and the structural unit (s), these content rates are respectively based on the total structural units of the resin (A).
Structural unit (I); 1 to 80 mol%
Structural unit (a); 17-96 mol%
Structural unit (s); 3-82 mol% is preferable,
Structural unit (I); 2-75 mol%
Structural unit (a); 20-93 mol%
Structural unit (s); 5-78 mol% is more preferable,
Structural unit (I); 5-65 mol%
Structural unit (a); 30 to 90 mol%
The structural unit (s); 5 to 65 mol% is more preferable.
樹脂(A)は、アダマンチル基を有するモノマーに由来する構造単位(特に、構造単位(a1−1))を、全構造単位(a)に対して15モル%以上含有していることが好ましい。アダマンチル基を有する構造単位の含有率が多いと、レジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。 The resin (A) preferably contains 15 mol% or more of structural units derived from the monomer having an adamantyl group (particularly the structural unit (a1-1)) with respect to the total structural units (a). When the content of the structural unit having an adamantyl group is large, the dry etching resistance of the resist pattern is improved.
樹脂(A)は、好ましくは、構造単位(a)と構造単位(s)とからなる樹脂である。
構造単位(a)は、好ましくは構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)(好ましくはシクロヘキシル基、シクロペンチル基を有する該構造単位)の少なくとも一種、より好ましくは構造単位(a1−1)である。
構造単位(s)は、好ましくは構造単位(a2)及び構造単位(a3)の少なくとも一種である。構造単位(a2)は、好ましくは構造単位(a2−1)である。構造単位(a3)は、好ましくは構造単位(a3−1)及び構造単位(a3−2)の少なくとも一種である。
The resin (A) is preferably a resin composed of the structural unit (a) and the structural unit (s).
The structural unit (a) is preferably at least one of the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) (preferably the structural unit having a cyclohexyl group or a cyclopentyl group), more preferably the structural unit (a1- 1).
The structural unit (s) is preferably at least one of the structural unit (a2) and the structural unit (a3). The structural unit (a2) is preferably the structural unit (a2-1). The structural unit (a3) is preferably at least one of the structural unit (a3-1) and the structural unit (a3-2).
樹脂(A)を構成する各構造単位は、1種のみ又は2種以上を組み合わせて用いてもよく、これら構造単位を誘導するモノマーを用いて、公知の重合法(例えばラジカル重合法)によって製造することができる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上、さらに好ましくは4,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下、さらに好ましくは15,000以下)である。
Each structural unit constituting the resin (A) may be used alone or in combination of two or more, and is produced by a known polymerization method (for example, radical polymerization method) using a monomer that derives these structural units. can do.
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more, more preferably 4,000 or more), 50,000 or less (more preferably 30,000 or less, and further preferably 15,000 or less).
〈樹脂(A)以外の樹脂〉
本発明のレジスト組成物には、上述した樹脂(A1)以外の樹脂、例えば、上述した構造単位(a)、構造単位(s)、当該分野で用いられる公知のモノマーに由来する構造単位から選択される少なくとも1種を有する樹脂が含有されていてもよい。
本発明のレジスト組成物が、樹脂(A)以外の樹脂を含む場合、その含有率は、本発明のレジスト組成物に含まれる樹脂の総量に対して、通常0.1〜50質量%であり、好ましくは0.5〜30質量%であり、より好ましくは1〜20質量%である。
<Resin other than resin (A)>
The resist composition of the present invention is selected from resins other than the above-described resin (A1), for example, the above-described structural unit (a), structural unit (s), and structural units derived from known monomers used in this field. A resin having at least one selected from the above may be contained.
When the resist composition of this invention contains resin other than resin (A), the content rate is 0.1-50 mass% normally with respect to the total amount of resin contained in the resist composition of this invention. , Preferably it is 0.5-30 mass%, More preferably, it is 1-20 mass%.
本発明のレジスト組成物においては、樹脂(A)の総含有率は、好ましくは、レジスト組成物の固形分中80質量%以上、99.9重量%以下である。本明細書において「組成物中の固形分」とは、後述する溶剤(E)を除いたレジスト組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分及びこれに対する樹脂の含有率は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定することができる。 In the resist composition of the present invention, the total content of the resin (A) is preferably 80% by mass or more and 99.9% by weight or less in the solid content of the resist composition. In the present specification, the “solid content in the composition” means the total of resist composition components excluding the solvent (E) described later. The solid content in the composition and the resin content relative thereto can be measured, for example, by a known analytical means such as liquid chromatography or gas chromatography.
〈酸発生剤(II)〉
酸発生剤(II)は、式(II)で表される。
[式(II)中、
X2は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基又は−OR5で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R4及びR5は、それぞれ独立に、炭素数1〜24の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
<Acid generator (II)>
The acid generator (II) is represented by the formula (II).
[In the formula (II),
X 2 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a hydroxy group or —OR 5 , and a methylene group constituting the alkanediyl group May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 4 and R 5 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, The methylene group constituting the group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Z + represents an organic cation. ]
X2のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等が挙げられる。
中でも、メチレン基が好ましい。
Examples of the alkanediyl group of X 2 include a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a butane-1,4-diyl group, and a pentane-1,5-diyl group. Hexane-1,6-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-2,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane -1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1,4-diyl group and the like.
Of these, a methylene group is preferable.
アルカンジイル基に含まれる1以上のメチレン基が酸素原子又はカルボニル基で置き換わった基としては、例えば、以下に示す2価の基が挙げられる。*はCF2との結合手を表す。
Examples of the group in which one or more methylene groups contained in the alkanediyl group are replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include the following divalent groups. * Represents a bond with CF 2 .
アルカンジイル基に含まれる水素原子が、ヒドロキシ基又は−OR5で置換され、かつアルカンジイル基に含まれる1以上のメチレン基が酸素原子に置き換わった基としては、例えば、以下の基が挙げられる。*はCF2との結合手を表す。
Examples of the group in which the hydrogen atom contained in the alkanediyl group is substituted with a hydroxy group or —OR 5 and one or more methylene groups contained in the alkanediyl group are replaced with oxygen atoms include the following groups: . * Represents a bond with CF 2 .
R4及びR5の炭化水素基としては、飽和及び不飽和のいずれでもよく、例えば、直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、単環式又は多環式の脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
直鎖状又は分岐状のアルケニル基としては、ビニル基、α−メチルビニル基等が挙げられる。
単環式の脂環式炭化水素基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
多環式の脂環式炭化水素基としては、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、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、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等が挙げられる。
The hydrocarbon group for R 4 and R 5 may be either saturated or unsaturated, for example, a linear or branched alkyl group or alkenyl group, a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group , Aromatic hydrocarbon groups and the like, and a combination of two or more of these groups may be used.
Examples of the linear alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
Examples of the branched alkyl group include an isopropyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
Examples of the linear or branched alkenyl group include a vinyl group and an α-methylvinyl group.
Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a norbornyl group and an adamantyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, naphthyl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, 2,6-diethylphenyl group, 2- And methyl-6-ethylphenyl.
酸発生剤(II)は、式(IIA)で表される酸発生剤であることが好ましい。
[式(IIA)中、X2及びZ+は、上記と同じ意味を表す。
R6は、炭素数1〜17の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R7は、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
R8は、炭素数1〜6のフッ素化アルキル基を表す。
ただし、R6、R7及びR8の合計炭素数は、19以下である。]
The acid generator (II) is preferably an acid generator represented by the formula (IIA).
[In formula (IIA), X 2 and Z + represent the same meaning as described above.
R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the methylene group constituting the hydrocarbon group is May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 7 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 8 represents a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
However, the total carbon number of R 6 , R 7 and R 8 is 19 or less. ]
R6の炭化水素基は、R4におけるものと同様の基が挙げられ、好ましくは脂環式炭化水素基である。
炭化水素基を構成するメチレン基が酸素原子又はカルボニル基で置き換わった基としては、例えば、以下のものが挙げられる。*は結合手を表す。
R7のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
R8のフッ素化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基等が挙げられ、好ましくはトリフルオロメチル基である。
Examples of the hydrocarbon group for R 6 include the same groups as those for R 4 , and an alicyclic hydrocarbon group is preferable.
Examples of the group in which the methylene group constituting the hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include the following. * Represents a bond.
Examples of the alkyl group for R 7 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
As the fluorinated alkyl group for R 8 , a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3, Examples include 4,4-octafluorobutyl group, and a trifluoromethyl group is preferable.
酸発生剤(II)としては、例えば以下の塩が挙げられる。
Examples of the acid generator (II) include the following salts.
Z+は、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等の有機オニウムカチオンが挙げられる。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く、式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表されるカチオン〔以下、式番号に応じて「カチオン(b2−1)」等という場合がある。〕がさらに好ましい。 Examples of Z + include organic onium cations such as organic sulfonium cations, organic iodonium cations, organic ammonium cations, benzothiazolium cations, and organic phosphonium cations. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, an arylsulfonium cation is more preferable, and a cation represented by any one of the formulas (b2-1) to (b2-4) [hereinafter, depending on the formula number Sometimes referred to as “cation (b2-1)”. ] Is more preferable.
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の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表すか、Rb4とRb5とが一緒になって硫黄原子を含む環を形成する。該脂肪族炭化水素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、炭素数3〜12の脂環式飽和炭化水素基又は炭素数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。
Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数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以上のとき、複数のRb7は互いに同一又は相異なり、n2が2以上のとき、複数のRb8は互いに同一又は相異なる。
Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rb9とRb10とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子とともに3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成する。該環を構成する−CH2−は、−O−、−SO−又は−CO−に置き換わってもよい。
Rb11は、水素原子、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表す。
Rb12は、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表す。前記脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、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、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数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。
Rb11とRb12とは、一緒になってそれらが結合する−CH−CO−とともに3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよい。該環を構成する−CH2−は、−O−、−SO−又は−CO−に置き換わってもよい。
Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Lb24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以上のとき、複数のRb13は互いに同一又は相異なり、p2が2以上のとき、複数のRb14は互いに同一又は相異なり、q2が2以上のとき、複数のRb15は互いに同一又は相異なり、r2が2以上のとき、複数のRb16は互いに同一又は相異なり、s2が2以上のとき、複数のRb17は互いに同一又は相異なり、t2が2以上のとき、複数のRb18は互いに同一又は相異なる。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
Each of R b4 to R b6 independently represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms; , R b4 and R b5 together form a ring containing a sulfur atom. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or a glycidyloxy group, and the aromatic hydrocarbon The hydrogen atom contained in the group may be substituted with a halogen atom, a hydroxy group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5. When m2 is 2 or more, the plurality of R b7 are the same or different from each other, and when n2 is 2 or more, the plurality of R b8 are the same or different from each other.
R b9 and R b10 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or R b9 and R b10 are combined together. Together with the sulfur atom to which they are attached, forms a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). —CH 2 — constituting the ring may be replaced by —O—, —SO— or —CO—.
R b11 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms.
R b12 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group has 1 to 12 carbon atoms. Or an alkoxycarbonyloxy group having 1 to 12 carbon atoms.
R b11 and R b12 may form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring) together with —CH—CO— to which they are bonded. —CH 2 — constituting the ring may be replaced by —O—, —SO— or —CO—.
R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b24 represents -S- or -O-.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When o2 is 2 or more, the plurality of R b13 are the same or different from each other. When p2 is 2 or more, the plurality of R b14 are the same or different from each other. When q2 is 2 or more, the plurality of R b15 are the same. Alternatively, when r2 is 2 or more, a plurality of R b16 are the same or different from each other, when s2 is 2 or more, a plurality of R b17 are the same or different from each other, and when t2 is 2 or more, a plurality of R b16 b18 are the same or different from each other.
Rb4とRb5とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子とともに3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成してもよい。 R b4 and R b5 may together form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring) with the sulfur atom to which they are bonded.
脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基が挙げられる。特に、Rb9〜Rb12の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜12である。
水素原子が脂環式炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としては、例えば、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イ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、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、アルキル基で置換されていてもよい。この場合、該脂環式炭化水素基の炭素数は、アルキル基の炭素数も含めて20以下である。単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基等が挙げられる。
特に、Rb9〜Rb11の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数4〜12である。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group and 2- An ethylhexyl group is mentioned. In particular, the aliphatic hydrocarbon group represented by R b9 to R b12 preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted with an alicyclic hydrocarbon group include a 1- (adamantan-1-yl) alkane-1-yl group.
The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with an alkyl group. In this case, the carbon number of the alicyclic hydrocarbon group is 20 or less including the carbon number of the alkyl group. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and a cyclodecyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, and the following groups.
In particular, the alicyclic hydrocarbon group of R b9 to R b11 preferably has 4 to 12 carbon atoms.
水素原子がアルキル基で置換された脂環式炭化水素基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted with an alkyl group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a methylnorbornyl group, and an isobornyl group. Can be mentioned.
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、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−アダマンチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル基等の置換又は無置換のフェニル基;ビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基等が挙げられる。
水素原子がアルコキシ基で置換された芳香族炭化水素基としては、例えば、4−メトキシフェニル基等が挙げられる。
水素原子が芳香族炭化水素基で置換されたアルキル基、すなわちアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
なお、芳香族炭化水素基に、アルキル基又は脂環式炭化水素基が含まれる場合は、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数3〜18の脂環式炭化水素基が好ましい。
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group, mesityl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-adamantyl group. Substituted or unsubstituted phenyl groups such as phenyl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl group; biphenylyl group, naphthyl group, phenanthryl group and the like.
As an aromatic hydrocarbon group by which the hydrogen atom was substituted by the alkoxy group, 4-methoxyphenyl group etc. are mentioned, for example.
Examples of the alkyl group in which a hydrogen atom is substituted with an aromatic hydrocarbon group, that is, an aralkyl group, include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a trityl group, a naphthylmethyl group, and a naphthylethyl group.
In addition, when an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group is contained in an aromatic hydrocarbon group, a C1-C12 alkyl group and a C3-C18 alicyclic hydrocarbon group are preferable.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the alkylcarbonyloxy group include methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, n-propylcarbonyloxy group, isopropylcarbonyloxy group, n-butylcarbonyloxy group, sec-butylcarbonyloxy group, tert-butylcarbonyloxy group. Group, pentylcarbonyloxy group, hexylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, 2-ethylhexylcarbonyloxy group and the like.
Rb4とRb5とが一緒になって形成してもよい硫黄原子を含む環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、硫黄原子を1以上含むものであれば、さらに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4〜18の環がより好ましい。 The ring containing a sulfur atom which may be formed by combining R b4 and R b5 is any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. As long as it contains one or more sulfur atoms, it may further contain one or more oxygen atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 18 carbon atoms is more preferable.
Rb9とRb10とが結合する硫黄原子とともに形成する環としては、例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環等が挙げられる。
Rb11とRb12とが結合する−CH−CO−とともに形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環等が挙げられる。
Examples of the ring formed together with the sulfur atom to which R b9 and R b10 are bonded include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium. A ring etc. are mentioned.
Examples of the ring formed with —CH—CO— in which R b11 and R b12 are bonded include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
カチオン(b2−1)としては、例えば、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-1) include the following cations.
カチオン(b2−2)としては、例えば、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-2) include the following cations.
カチオン(b2−3)としては、例えば、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-3) include the following cations.
酸発生剤(II)は、上述のアニオン及び上述のカチオンの組合せである。これらは任意に組み合わせることができ、中でも、以下で表される塩が好ましい。 The acid generator (II) is a combination of the above anion and the above cation. These can be arbitrarily combined, and among them, the salt represented by the following is preferable.
塩(II)は、例えば、式(II−0−1)で表される塩と式(II−0−2)で表される化合物とを溶剤中で反応させることにより得ることができる。溶剤としては、クロロホルム等が挙げられる。
[式中、X2、R4及びZ+は、上記と同じ意味を表す。]
The salt (II) can be obtained, for example, by reacting a salt represented by the formula (II-0-1) with a compound represented by the formula (II-0-2) in a solvent. Examples of the solvent include chloroform.
[Wherein, X 2 , R 4 and Z + represent the same meaning as described above. ]
式(II−0−1)で表される塩は、例えば、以下で表される塩等が挙げられる。
Examples of the salt represented by the formula (II-0-1) include salts represented by the following.
式(II−0−2)で表される化合物は、式(II−0−3)で表される塩と式(II−0−4)で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより得ることができる。
溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。
[式中、R4は、上記と同じ意味を表す。]
式(II−0−3)で表される化合物としては、例えば、以下で表される化合物等が挙げられる。
The compound represented by the formula (II-0-2) is obtained by reacting a salt represented by the formula (II-0-3) and a compound represented by the formula (II-0-4) in a solvent. Can be obtained.
Examples of the solvent include chloroform.
[Wherein R 4 represents the same meaning as described above. ]
Examples of the compound represented by the formula (II-0-3) include compounds represented by the following.
式(IIA)で表される塩は、例えば、式(IIA−1)で表される塩と式(IIA−2)で表される化合物とを溶剤中で反応させることにより得ることができる。溶剤としては、クロロホルム等が挙げられる。
[式中、X2、R6、R7、R8及びZ+は、上記と同じ意味を表す。]
The salt represented by the formula (IIA) can be obtained, for example, by reacting the salt represented by the formula (IIA-1) with the compound represented by the formula (IIA-2) in a solvent. Examples of the solvent include chloroform.
[Wherein, X 2 , R 6 , R 7 , R 8 and Z + represent the same meaning as described above. ]
式(IIA−1)で表される塩は、式(IIA−3)で表される塩と式(IIA−4)で表される化合物とを溶剤中、酸触媒存在下で反応させることにより製造することができる。溶剤としては、ジメチルホルミアミド等が挙げられる。酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸等が挙げられる。
[式中、X2、R7、R8及びZ+は、上記と同じ意味を表す。]
式(IIA−3)で表される塩は、例えば、以下で表される塩等が挙げられる。
式(IIA−4)で表される化合物としては、トリフルオロピルビン酸エチル等が挙げられる。
The salt represented by the formula (IIA-1) is obtained by reacting the salt represented by the formula (IIA-3) with the compound represented by the formula (IIA-4) in a solvent in the presence of an acid catalyst. Can be manufactured. Examples of the solvent include dimethylformamide. Examples of the acid catalyst include p-toluenesulfonic acid.
[Wherein, X 2 , R 7 , R 8 and Z + represent the same meaning as described above. ]
Examples of the salt represented by the formula (IIA-3) include salts represented by the following.
Examples of the compound represented by the formula (IIA-4) include ethyl trifluoropyruvate.
式(IIA−2)で表される化合物は、式(IIA−5)で表される塩と式(IIA−6)で表される化合物とを、溶剤中で反応させることにより得ることができる。
溶媒としては、クロロホルム等が挙げられる。
[式中、R6は、上記と同じ意味を表す。]
式(IIA−5)で表される化合物としては、例えば、以下で表される化合物等が挙げられる。
The compound represented by the formula (IIA-2) can be obtained by reacting the salt represented by the formula (IIA-5) and the compound represented by the formula (IIA-6) in a solvent. .
Examples of the solvent include chloroform.
[Wherein R 6 represents the same meaning as described above. ]
Examples of the compound represented by the formula (IIA-5) include compounds represented by the following.
塩(II)は、単独でも複数種を同時に用いてもよい。 The salt (II) may be used alone or in combination of two or more.
〈塩(II)以外の酸発生剤〉
レジスト組成物は、上述した酸発生剤(II)以外の酸発生剤(以下「酸発生剤(B)」という場合がある)を含有していてもよい。
酸発生剤(B)は、非イオン系とイオン系とのいずれを用いてもよい。非イオン系酸発生剤としては、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が挙げられる。イオン系酸発生剤は、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えばジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩)等が挙げられる。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチドアニオン等が挙げられる。
<Acid generator other than salt (II)>
The resist composition may contain an acid generator other than the acid generator (II) described above (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B)”).
The acid generator (B) may be either nonionic or ionic. Nonionic acid generators include organic halides, sulfonate esters (for example, 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, diazonaphthoquinone 4). -Sulfonate), sulfones (for example, disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like. Examples of the ionic acid generator include onium salts containing onium cations (for example, diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts) and the like. Examples of the anion of the onium salt include a sulfonate anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.
酸発生剤(B)としては、例えば特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号、米国特許第3,779,778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第126,712号等に記載の放射線によって酸を発生する化合物を使用することができる。 Examples of the acid generator (B) include JP-A 63-26653, JP-A 55-164824, JP-A 62-69263, JP-A 63-146038, JP-A 63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029, US Pat. No. 3,779,778, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407, European Patent No. 126,712 The compound which generate | occur | produces an acid by the radiation as described in etc. can be used.
酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)で表される塩(以下「塩(B1)」という場合がある)である。 The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, more preferably a salt represented by the formula (B1) (hereinafter sometimes referred to as “salt (B1)”).
[式(B1)中、
Qb1及びQb2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、炭素数1〜24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、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Z1+は、有機カチオンを表す。]
[In the formula (B1),
Q b1 and Q b2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be replaced by a fluorine atom or a hydroxy group, and methylene constituting the saturated hydrocarbon group The group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
Y represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an optionally substituted alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is an oxygen atom, A sulfonyl group or a carbonyl group may be substituted.
Z1 + represents an organic cation. ]
Qb1及びQb2のペルフルオロアルキル基としては、例えばトリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基等が挙げられる。
Qb1及びQb2は、それぞれ独立に、好ましくはトリフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
Examples of the perfluoroalkyl group for Q b1 and Q b2 include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoro sec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, A perfluorohexyl group etc. are mentioned.
Q b1 and Q b2 are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom, more preferably a fluorine atom.
Lb1の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、単環式又は多環式の脂環式飽和炭化水素基等の脂肪族飽和炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組み合わせたものでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基及びプロパン−2,2−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、アダマンタン−1,5−ジイル基、アダマンタン−2,6−ジイル基等の多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the saturated hydrocarbon group for L b1 include an aliphatic saturated hydrocarbon group such as a linear alkanediyl group, a branched alkanediyl group, and a monocyclic or polycyclic alicyclic saturated hydrocarbon group, A combination of two or more of these groups may be used.
Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1 , 6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group , Dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane-1, Linear alkanediyl groups such as 17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group and propane-2,2-diyl group;
Butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1,4- Branched alkanediyl groups such as diyl groups;
Monocyclic 2 which is a cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group Valent alicyclic saturated hydrocarbon group;
Polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbon such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, adamantane-1,5-diyl group, adamantane-2,6-diyl group, etc. Groups and the like.
Lb1の2価の飽和炭化水素基を構成するメチレン基が酸素原子又はカルボニル基で置き換わった基としては、例えば、式(b1−1)〜式(b1−7)のいずれかで表される基が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−7)は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、それぞれ*で表される2つの結合手のうち、左側でC(Qb1)(Qb2)−と結合し、右側で−Yと結合する。以下の式(b1−1)〜式(b1−7)の具体例も同様である。 Examples of the group in which the methylene group constituting the divalent saturated hydrocarbon group of L b1 is replaced by an oxygen atom or a carbonyl group are represented by any of formulas (b1-1) to (b1-7). Groups. In addition, Formula (b1-1)-Formula (b1-7) have described the right and left according to Formula (B1), and among two bonds represented by *, C (Q b1 ) binds to (Q b2 )-, and binds to -Y on the right. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-7).
式(b1−1)〜式(b1−7)中、
Lb2は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb3は、単結合又は炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb4は、炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb3及びLb4の合計炭素数の上限は20である。
Lb5は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb6は、炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb5及びLb6の合計炭素数の上限は22である。
Lb7は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb8は、炭素数1〜23の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb7及びLb8の合計炭素数の上限は23である。
Lb9は、単結合又は炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb10は、炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb9及びLb10の合計炭素数の上限は21である。
Lb11及びLb12は、単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb13は、炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb11、Lb12及びLb13の合計炭素数の上限は19である。
Lb14及びLb15は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb16は、炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表す。但しLb14、Lb15及びLb16の合計炭素数の上限は21である。
In formula (b1-1) to formula (b1-7),
L b2 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms.
L b3 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms.
L b4 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b3 and L b4 is 20.
L b5 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms.
L b6 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b5 and L b6 is 22.
L b7 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms.
L b8 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b7 and L b8 is 23.
L b9 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms.
L b10 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b9 and L b10 is 21.
L b11 and L b12 represent a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
L b13 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b11 , L b12 and L b13 is 19.
L b14 and L b15 each independently represent a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
L b16 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms. However, the upper limit of the total carbon number of L b14 , L b15 and L b16 is 21.
中でも、Lb1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれか、より好ましくは式(b1−1)又は式(b1−2)、さらに好ましくは式(b1−1)で表される2価の基であり、特に好ましくは、Lb2が単結合又は−CH2−である式(b1−1)で表される2価の基である。 Among them, L b1 is preferably any one of formula (b1-1) to formula (b1-4), more preferably formula (b1-1) or formula (b1-2), and still more preferably formula (b1-1). And particularly preferably a divalent group represented by the formula (b1-1) in which L b2 is a single bond or —CH 2 —.
式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.
式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.
式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.
式(b1−7)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-7) include the following.
Lb1の飽和炭化水素基に含まれる水素原子が、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された場合の具体例は例えば、以下のものが挙げられる。
Specific examples when the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group of L b1 is substituted with a fluorine atom or a hydroxy group include the following.
Yにより表される脂環式炭化水素基としては、例えば、式(Y1)〜式(Y26)で表される基が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y26).
なかでも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)又は式(Y19)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)又は式(Y14)で表される基である。 Especially, it is preferably a group represented by any one of formulas (Y1) to (Y19), more preferably represented by formula (Y11), formula (Y14), formula (Y15) or formula (Y19). And more preferably a group represented by formula (Y11) or formula (Y14).
Yにおけるアルキル基及び脂環式炭化水素基の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、オキソ基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のヒドロキシ基含有アルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2)j2−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す)等が挙げられる。 Examples of the substituent of the alkyl group and alicyclic hydrocarbon group in Y include, for example, a halogen atom, a hydroxy group, an oxo group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxy group-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, carbon C3-C16 alicyclic hydrocarbon group, C1-C12 alkoxy group, C6-C18 aromatic hydrocarbon group, C7-C21 aralkyl group, C2-C4 acyl group , Glycidyloxy group or — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 group (wherein R b1 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or carbon Represents an aromatic hydrocarbon group of formula 6 to 18. j2 represents an integer of 0 to 4).
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
ヒドロキシ基含有アルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基;トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基及びナフチルエチル基等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the hydroxy group-containing alkyl group include a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.
Examples of the alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, decyloxy group and dodecyloxy group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group; tolyl group, xylyl group, cumenyl group, mesityl group. , Aryl groups such as biphenyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl, and the like.
Examples of the aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, phenylpropyl group, naphthylmethyl group, and naphthylethyl group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.
Yとしては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of Y include the following.
Yは、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは置換基(例えば、オキソ基、ヒドロキシ基等)を有していてもよいアダマンチル基であり、さらに好ましくはアダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基又はオキソアダマンチル基である。 Y is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent, more preferably a substituent (for example, an oxo group, a hydroxy group, etc.). A good adamantyl group, more preferably an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group or an oxoadamantyl group.
塩(B1)におけるスルホン酸アニオンとしては、好ましくは、式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)で表されるアニオンが挙げられる。以下の式においては、符号の定義は上記と同じ意味であり、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基(好ましくは、メチル基)を表す。
塩(B1)におけるスルホン酸アニオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたアニオンが挙げられる。
The sulfonate anion in the salt (B1) is preferably an anion represented by the formula (b1-1-1) to the formula (b1-1-9). In the following formulas, the definitions of the symbols have the same meaning as described above, and R b2 and R b3 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (preferably a methyl group).
Specific examples of the sulfonate anion in the salt (B1) include anions described in JP 2010-204646 A.
塩(B1)に含まれる有機カチオン(Z1+)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等が挙げられ、好ましくは、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンであり、より好ましくは、アリールスルホニウムカチオンであり、さらに好ましくは、上述した式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表されるカチオンと同様のものである。 Examples of the organic cation (Z1 + ) contained in the salt (B1) include an organic onium cation, such as an organic sulfonium cation, an organic iodonium cation, an organic ammonium cation, a benzothiazolium cation, and an organic phosphonium cation. It is an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation, more preferably an arylsulfonium cation, and still more preferably the same as the cation represented by any one of the formulas (b2-1) to (b2-4) described above. Is.
塩(B1)としては、例えば、式(B1−1)〜式(B1−20)でそれぞれ表される塩が挙げられる。中でもアリー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)、式(B1−14)、式(B1−18)、式(B1−19)又は式(B1−20)のいずれかで表される塩がさらに好ましい。 Examples of the salt (B1) include salts represented by formulas (B1-1) to (B1-20), respectively. Among them, those containing an arylsulfonium cation are preferable. Formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11) ), Formula (B1-12), Formula (B1-13), Formula (B1-14), Formula (B1-18), Formula (B1-19), or Formula (B1-20). More preferred are salts.
レジスト組成物において、酸発生剤として酸発生剤(II)のみを含有する場合、酸発生剤(II)の含有率は、樹脂(A)に対して、好ましくは1質量%以上(より好ましくは3質量%以上)、好ましくは30質量%以下(より好ましくは25質量%以下)である。
レジスト組成物が、酸発生剤(II)と酸発生剤(B)とを含有する場合、酸発生剤(II)と酸発生剤(B)との合計含有率は、樹脂(A)に対して、好ましくは1質量%以上(より好ましくは3質量%以上)、好ましくは40質量%以下(より好ましくは35質量%以下)である。
また、酸発生剤(II)と酸発生剤(B)との含有比(質量比)は、例えば、5:95〜95:5、好ましくは10:90〜90:10、より好ましくは15:85〜85:15である。
When the resist composition contains only the acid generator (II) as the acid generator, the content of the acid generator (II) is preferably 1% by mass or more (more preferably) with respect to the resin (A). 3% by mass or more), preferably 30% by mass or less (more preferably 25% by mass or less).
When the resist composition contains the acid generator (II) and the acid generator (B), the total content of the acid generator (II) and the acid generator (B) is based on the resin (A). Preferably, it is 1% by mass or more (more preferably 3% by mass or more), preferably 40% by mass or less (more preferably 35% by mass or less).
The content ratio (mass ratio) between the acid generator (II) and the acid generator (B) is, for example, 5:95 to 95: 5, preferably 10:90 to 90:10, and more preferably 15: 85-85: 15.
〈溶剤(E)〉
溶剤(E)の含有率は、例えばレジスト組成物中90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、例えば99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。溶剤(E)の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
<Solvent (E)>
The content of the solvent (E) is, for example, 90% by mass or more in the resist composition, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, for example 99.9% by mass or less, preferably 99% by mass or less. It is. The content rate of a solvent (E) can be measured by well-known analysis means, such as a liquid chromatography or a gas chromatography, for example.
溶剤(E)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類;等を挙げることができる。溶剤は、1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。 Examples of the solvent (E) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and And esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; A solvent may contain individually by 1 type and may contain 2 or more types.
〈塩基性化合物(C)〉
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)〜式(C8)及び式(C1−1)のいずれかで表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。
<Basic compound (C)>
The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and ammonium salts. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The basic compound (C) is preferably a compound represented by any one of the formulas (C1) to (C8) and (C1-1), more preferably represented by the formula (C1-1). The compound which is made is mentioned.
[式(C1)中、Rc1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。] [In formula (C1), R c1 , R c2 and R c3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 represents an aromatic hydrocarbon group, and the hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms. It may be substituted with a group hydrocarbon group. ]
[式(C1−1)中、Rc2及びRc3は、上記と同じ意味を表す。
Rc4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4は互いに同一又は相異なる。]
[In Formula (C1-1), R c2 and R c3 represent the same meaning as described above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, the plurality of R c4 are the same or different from each other. ]
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、Rc5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
Rc9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9は互いに同一又は相異なる。]
[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4), R c5 , R c6 , R c7 and R c8 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, the plurality of R c9 are the same or different from each other. ]
[式(C5)及び式(C6)中、Rc10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同じ意味を表す。
Rc14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14は互いに同一又は相異なり、p3が2以上であるとき、複数のRc15は互いに同一又は相異なる。
Lc1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[In Formula (C5) and Formula (C6), R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 each independently represent the same meaning as R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 each independently represent the same meaning as R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when o3 is 2 or more, the plurality of R c14 are the same or different from each other, and when p3 is 2 or more, the plurality of R c15 are the same as each other Or different.
L c1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
[式(C7)及び式(C8)中、Rc18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同じ意味を表す。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18は互いに同一又は相異なり、r3が2以上であるとき、複数のRc19は互いに同一又は相異なり、s3が2以上であるとき、複数のRc20は互いに同一又は相異なる。
Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Wherein (C7) and formula (C8), R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently represent the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, the plurality of R c18 are the same or different from each other, and when r3 is 2 or more, the plurality of R c19 are When the same or different from each other and s3 is 2 or more, the plurality of R c20 are the same or different from each other.
L c2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
式(C1)〜式(C8)及び式(C1−1)においては、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、アルコキシ基、アルカンジイル基は、上述したものと同様のものが挙げられる。
アルカノイル基としては、アセチル基、2−メチルアセチル基、2,2−ジメチルアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ペンタノイル基、2,2−ジメチルプロピオニル基等が挙げられる。
In formula (C1) to formula (C8) and formula (C1-1), the alkyl group, alicyclic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group, alkoxy group, alkanediyl group are the same as those described above. Is mentioned.
Examples of the alkanoyl group include acetyl group, 2-methylacetyl group, 2,2-dimethylacetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, pentanoyl group, and 2,2-dimethylpropionyl group.
式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン等が挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2- Examples include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane, and preferably diisopropyl. Piruanirin. Particularly preferred include 2,6-diisopropylaniline.
式(C2)で表される化合物としては、ピペラジン等が挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリン等が挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物等が挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリン等が挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール、4−メチルイミダゾール等が挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン、4−メチルピリジン等が挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミン、ビピリジン等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine, 2,2′-dipiconylamine, bipyridine and the like.
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。 As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate, choline and the like can be mentioned.
塩基性化合物(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分中、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。 The content of the basic compound (C) in the solid content of the resist composition is preferably about 0.01 to 5% by mass, more preferably about 0.01 to 3% by mass, and particularly preferably 0.8. It is about 01 to 1% by mass.
〈その他の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある)〉
レジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分(F)を含有していてもよい。その他の成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
<Other components (hereinafter sometimes referred to as “other components (F)”)>
The resist composition may contain other components (F) as necessary. The other component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes, and the like can be used.
<レジスト組成物の調製>
レジスト組成物は、樹脂(A)及び酸発生剤(II)、並びに、必要に応じて用いられる溶剤(E)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及びその他の成分(F)を混合することにより調製することができる。混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂等の種類や樹脂等の溶剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合等を用いることができる。
各成分を混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。
<Preparation of resist composition>
The resist composition includes a resin (A) and an acid generator (II), and a solvent (E), an acid generator (B), a basic compound (C) and other components (F) used as necessary. Can be prepared by mixing. The mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select the suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to the solvent (E), such as a kind, etc. of resin. An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
After mixing each component, it is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) The process of apply | coating the resist composition of this invention on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) The process of heating the composition layer after exposure, (5) The process of developing the composition layer after a heating is included.
レジスト組成物の基体上への塗布は、スピンコーター等、通常、用いられる装置によって行うことができる。基板としては、シリコンウェハ等の無機基板が挙げられる。レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜等が形成されていてもよい。 Application of the resist composition onto the substrate can be performed by a commonly used apparatus such as a spin coater. Examples of the substrate include an inorganic substrate such as a silicon wafer. Before applying the resist composition, the substrate may be washed or an antireflection film or the like may be formed.
塗布後の組成物を乾燥することにより、組成物層を形成する。乾燥は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させること(いわゆるプリベーク)により行うか、あるいは減圧装置を用いて行う。加熱温度は、例えば、50〜200℃が好ましく、加熱時間は、例えば、10〜180秒間が好ましい。また、減圧乾燥する際の圧力は、1〜1.0×105Pa程度が好ましい。 The composition layer is formed by drying the composition after application. Drying is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), or using a decompression device. The heating temperature is preferably 50 to 200 ° C., for example, and the heating time is preferably 10 to 180 seconds, for example. The pressure during drying under reduced pressure is preferably about 1 to 1.0 × 10 5 Pa.
得られた組成物層は、通常、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。この際、通常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線、超紫外光(EUV)を照射するもの等、種々のものを用いることができる。 The obtained composition layer is usually exposed using an exposure machine. The exposure machine may be an immersion exposure machine. At this time, exposure is usually performed through a mask corresponding to a required pattern. Exposure light sources include those that emit laser light in the ultraviolet region such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), solid-state laser light source (YAG or semiconductor laser) Etc.) using various types of laser light such as those that convert the wavelength of laser light from the laser to emit harmonic laser light in the far ultraviolet region or vacuum ultraviolet region, those that irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV), etc. it can.
露光後の組成物層を、樹脂(A)の脱保護基反応を促進するために加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)する。加熱温度としては、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。 The composition layer after exposure is subjected to heat treatment (so-called post-exposure baking) in order to promote the deprotection group reaction of the resin (A). As heating temperature, it is about 50-200 degreeC normally, Preferably it is about 70-150 degreeC.
加熱後の組成物層を、通常、現像装置を用いて、現像液を利用して現像する。現像方法としては、ディップ法、パドル法、スプレー法、ダイナミックディスペンス法等が挙げられる。現像温度は5〜60℃が好ましく、現像時間は5〜300秒間が好ましい。 The heated composition layer is usually developed using a developer using a developing device. Examples of the developing method include a dipping method, a paddle method, a spray method, and a dynamic dispensing method. The development temperature is preferably 5 to 60 ° C., and the development time is preferably 5 to 300 seconds.
本発明のレジスト組成物からポジ型レジストパターンを製造する場合は、現像液としてアルカリ現像液を用いる。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、(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。アルカリ現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。
現像後レジストパターンを超純水で洗浄し、次いで、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。
When producing a positive resist pattern from the resist composition of the present invention, an alkaline developer is used as the developer. The alkaline developer may be various alkaline aqueous solutions used in this field. Examples thereof include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline). The alkali developer may contain a surfactant.
It is preferable to wash the resist pattern with ultrapure water after development, and then remove the water remaining on the substrate and the pattern.
本発明のレジスト組成物からネガ型レジストパターンを製造する場合は、現像液として有機溶剤を含む現像液(以下「有機系現像液」という場合がある)を用いる。
有機系現像液に含まれる有機溶剤としては、2−ヘキサノン、2−ヘプタノンなどのケトン溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテルエステル溶剤;酢酸ブチル等のエステル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル溶剤;N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤;アニソールなどの芳香族炭化水素溶剤等が挙げられる。
有機系現像液中、有機溶剤の含有率は、90質量%以上100質量%以下が好ましく、95質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に有機溶剤のみであることがさらに好ましい。
中でも、有機系現像液としては、酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンを含む現像液が好ましい。有機系現像液中、酢酸ブチル及び2−ヘプタノンの合計含有率は、50質量%以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンのみであることがさらに好ましい。
有機系現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。また、有機系現像液には、微量の水分が含まれていてもよい。
現像の際、有機系現像液とは異なる種類の溶剤に置換することにより、現像を停止してもよい。
In the case of producing a negative resist pattern from the resist composition of the present invention, a developer containing an organic solvent as a developer (hereinafter sometimes referred to as “organic developer”) is used.
Organic solvents contained in the organic developer include ketone solvents such as 2-hexanone and 2-heptanone; glycol ether ester solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; ester solvents such as butyl acetate; glycols such as propylene glycol monomethyl ether Examples include ether solvents; amide solvents such as N, N-dimethylacetamide; aromatic hydrocarbon solvents such as anisole.
In the organic developer, the content of the organic solvent is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably only the organic solvent.
Among them, the organic developer is preferably a developer containing butyl acetate and / or 2-heptanone. In the organic developer, the total content of butyl acetate and 2-heptanone is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 90% by mass to 100% by mass, and substantially butyl acetate and / or 2 -More preferred is heptanone alone.
The organic developer may contain a surfactant. The organic developer may contain a trace amount of water.
At the time of development, the development may be stopped by substituting a solvent of a different type from the organic developer.
現像後のレジストパターンをリンス液で洗浄することが好ましい。リンス液としては、レジストパターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができ、好ましくはアルコール溶剤又はエステル溶剤である。
洗浄後は、基板及びパターン上に残ったリンス液を除去することが好ましい。
It is preferable to wash the developed resist pattern with a rinse solution. The rinsing liquid is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern, and a solution containing a general organic solvent can be used, and an alcohol solvent or an ester solvent is preferable.
After the cleaning, it is preferable to remove the rinse solution remaining on the substrate and the pattern.
〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、電子線(EB)露光用のレジスト組成物又はEUV露光用のレジスト組成物、特に液浸露光用のレジスト組成物として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
<Application>
The resist composition of the present invention is a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) exposure, or a resist composition for EUV exposure, particularly a liquid. It is suitable as a resist composition for immersion exposure and useful for fine processing of semiconductors.
実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中、含有量ないし使用量を表す「%」及び「部」は、特記しないかぎり質量基準である。
化合物の構造は、MASS(LC:Agilent製1100型、MASS:Agilent製LC/MSD型又はLC/MSD TOF型)で確認した。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、下記の条件で求めた値である。
装置:HLC−8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3+guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
The present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples, “%” and “parts” representing the content or amount used are based on mass unless otherwise specified.
The structure of the compound was confirmed by MASS (LC: Agilent 1100 type, MASS: Agilent LC / MSD type or LC / MSD TOF type).
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography under the following conditions.
Apparatus: HLC-8120GPC type (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
合成例1:[式(II−1)で表される塩の合成]
式(II1−a)で表される塩を、特開2008−7409号公報に記載された方法で合成した。式(II1−a)で表される塩10.00部、ジメチルホルミアミド50.00部、式(II1−b)で表される化合物4.18部及びp−トルエンスルホン酸0.70部を仕込み、100℃で2時間攪拌した。得られた反応液に、クロロホルム200部及びイオン交換水50部を仕込み、30分間攪拌し、分液した。この水洗操作を3回繰り返した。回収された有機層を濃縮し、濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(II1−c)で表される塩2.43部を得た。
Synthesis Example 1: [Synthesis of salt represented by formula (II-1)]
A salt represented by the formula (II1-a) was synthesized by the method described in JP-A-2008-7409. 10.00 parts of salt represented by formula (II1-a), 50.00 parts of dimethylformamide, 4.18 parts of compound represented by formula (II1-b) and 0.70 parts of p-toluenesulfonic acid And stirred at 100 ° C. for 2 hours. To the obtained reaction solution, 200 parts of chloroform and 50 parts of ion-exchanged water were added, stirred for 30 minutes, and separated. This washing operation was repeated three times. The collected organic layer is concentrated, and the concentrate is fractionated in a column (Merck silica gel 60-200 mesh developing solvent: chloroform / methanol = 5/1) to give a salt represented by the formula (II1-c) 2. 43 parts were obtained.
式(II1−d)で表される化合物0.63部及びクロロホルム10部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、式(II1−e)で表される化合物0.55部を仕込み、60℃で1時間攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、ろ過することにより、式(II1−f)で表される化合物を含む溶液を得た。式(II1−f)で表される化合物を含む溶液に、式(II1−c)で表される塩2.10部を仕込み、60℃で6時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム50部及びイオン交換水20部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を5回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた濃縮物をアセトニトリル20部に溶解し、濃縮した。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、濃縮することにより、式(II−1)で表される塩1.69部を得た。 0.63 parts of the compound represented by the formula (II1-d) and 10 parts of chloroform were charged, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, 0.55 parts of the compound represented by the formula (II1-e) were charged, and 60 ° C. For 1 hour. The obtained reaction product was cooled to 23 ° C. and filtered to obtain a solution containing a compound represented by the formula (II1-f). A solution containing the compound represented by the formula (II1-f) was charged with 2.10 parts of the salt represented by the formula (II1-c) and stirred at 60 ° C. for 6 hours. To the obtained reaction product, 50 parts of chloroform and 20 parts of ion-exchanged water were charged, stirred and separated. Water washing was performed 5 times. The obtained organic layer was concentrated, and the resulting concentrate was dissolved in 20 parts of acetonitrile and concentrated. To the obtained concentrate, 30 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 1.69 parts of the salt represented by the formula (II-1).
MS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M- 573.1
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 573.1
合成例2:式(B1−5)で表される塩の合成
式(B1−5−a)で表される塩50.49部及びクロロホルム252.44部を反応器に仕込み、23℃で30分間攪拌した後、式(B1−5−b)で表される化合物16.27部を滴下し、23℃で1時間攪拌することにより、式(B1−5−c)で表される塩を含む溶液を得た。得られた式(B1−5−c)で表される塩を含む溶液に、式(B1−5−d)で表される塩48.80部及びイオン交換水84.15部を添加し、23℃で12時間攪拌した。得られた反応液が2層に分離していたので、クロロホルム層を分液して取り出し、更に、該クロロホルム層にイオン交換水84.15部を添加し、水洗した。この操作を5回繰り返した。得られたクロロホルム層に、活性炭3.88部を添加攪拌した後、ろ過した。回収されたろ液を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリル125.87部を添加攪拌後、濃縮した。得られた残渣に、アセトニトリル20.62部及びtert−ブチルメチルエーテル309.30部を加えて23℃で30分間攪拌した後、上澄み液を除去した後、濃縮した。得られた残渣に、n−ヘプタン200部を添加、23℃で30分間攪拌した後、ろ過することにより、式(B1−5)で表される塩61.54部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 375.2
MASS(ESI(−)Spectrum):M- 339.1
Synthesis Example 2: Synthesis of salt represented by formula (B1-5)
50.49 parts of the salt represented by the formula (B1-5-a) and 252.44 parts of chloroform are charged into a reactor, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then represented by the formula (B1-5-b). 16.27 parts of the compound was added dropwise and stirred at 23 ° C. for 1 hour to obtain a solution containing a salt represented by the formula (B1-5-c). To the obtained solution containing the salt represented by the formula (B1-5-c), 48.80 parts of the salt represented by the formula (B1-5-d) and 84.15 parts of ion-exchanged water are added, The mixture was stirred at 23 ° C. for 12 hours. Since the resulting reaction solution was separated into two layers, the chloroform layer was separated and removed, and 84.15 parts of ion-exchanged water was further added to the chloroform layer and washed with water. This operation was repeated 5 times. To the obtained chloroform layer, 3.88 parts of activated carbon was added and stirred, followed by filtration. The collected filtrate was concentrated, 125.87 parts of acetonitrile was added to the resulting residue, and the mixture was stirred and concentrated. To the obtained residue, 20.62 parts of acetonitrile and 309.30 parts of tert-butyl methyl ether were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then the supernatant was removed and concentrated. To the obtained residue, 200 parts of n-heptane was added, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and then filtered to obtain 61.54 parts of a salt represented by the formula (B1-5).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 375.2
MASS (ESI (−) Spectrum): M − 339.1
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成において使用した化合物(モノマー)を下記に示す。
以下、これらのモノマーをその式番号に応じて、「モノマー(a1−1−3)」等という。
Synthesis of Resin (A) Compounds (monomers) used in the synthesis of resin (A) are shown below.
Hereinafter, these monomers are referred to as “monomer (a1-1-3)” or the like according to the formula number.
合成例3〔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(a2−1−3)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(I−1)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(a2−1−3):モノマー(a3−2−3):モノマー(I−1)〕が45:14:2.5:22:16.5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.95mol%及び2.85mol%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/イオン交換水=4/1の混合用液に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量7.9×103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り、酢酸ブチルに可溶なものであった。
Synthesis Example 3 [Synthesis of Resin A1]
As the monomer, the monomer (a1-1-3), the monomer (a1-2-3), the monomer (a2-1-3), the monomer (a3-2-3) and the monomer (I-1) The ratio [monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-3): monomer (a3-2-3): monomer (I-1)] is 45:14: It mixed so that it might become 2.5: 22: 16.5, and the propylene glycol monomethyl ether acetate of 1.5 mass times of the total monomer amount was added, and it was set as the solution. To this solution, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added in an amount of 0.95 mol% and 2.85 mol%, respectively, based on the total monomer amount, and these were added at 73 ° C. Heated for about 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / ion-exchanged water = 4/1 mixing solution to precipitate the resin, and this resin was filtered to obtain a resin A1 having a weight average molecular weight of 7.9 × 10 3 (co-polymer). Polymer) with a yield of 65%. This resin A1 has the following structural units and was soluble in butyl acetate.
合成例4〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−9)、モノマー(a2−1−3)、モノマー(a3−2−3)、モノマー(a3−1−1)及びモノマー(I−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−9):モノマー(a2−1−3):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1):モノマー(I−1)が45:14:2.5:22:6.5:10となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.95mol%及び2.85mol%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/イオン交換水=4/1の混合用液に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量8.0×103の樹脂A2(共重合体)を収率68%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものであり、酢酸ブチルに可溶なものであった。
Synthesis Example 4 [Synthesis of Resin A2]
As monomers, monomer (a1-1-3), monomer (a1-2-9), monomer (a2-1-3), monomer (a3-2-3), monomer (a3-1-1) and monomer ( I-1) and its molar ratio (monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-9): monomer (a2-1-3): monomer (a3-2-3): monomer (a3 -1-1): The monomer (I-1) was mixed so as to be 45: 14: 2.5: 22: 6.5: 10, and the propylene glycol monomethyl ether acetate was 1.5 mass times the total monomer amount. In this solution, 0.95 mol% and 2.85 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total amount of monomers, respectively. And these The mixture was heated for about 5 hours at 3 ° C. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / ion-exchanged water = 4/1 mixing solution to precipitate the resin, the resin was filtered, and the weight average molecular weight was 8. 0 × 10 3 of resin A2 (copolymer) was obtained with a yield of 68%, and this resin A2 had the following structural units and was soluble in butyl acetate.
合成例5〔樹脂A3の合成〕
モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(I−1)及びモノマー(a3−1−1)を、モル比〔モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(I−1):モノマー(a3−1−1)〕が、45:14:2.5:10:28.5の割合となるように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%となるように添加した。これを75℃で約5時間加熱することにより重合した。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過・回収した。再度、樹脂をジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで、樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を2回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が7.9×103である共重合体を収率71%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものであり、酢酸ブチルに可溶なものであった。
Synthesis Example 5 [Synthesis of Resin A3]
The monomer (a1-1-2), the monomer (a1-2-3), the monomer (a2-1-1), the monomer (I-1) and the monomer (a3-1-1) are mixed in a molar ratio [monomer (a1 -1-2): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (I-1): monomer (a3-1-1)] is 45: 14: 2.5: It mixed so that it might become a ratio of 10: 28.5, and also 1.5 mass times dioxane was mixed with this monomer mixture with respect to the total mass of all the monomers. Into the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were respectively added to 1.00 mol% and 3.00 mol% with respect to the total number of moles of all monomers. It added so that it might become. This was polymerized by heating at 75 ° C. for about 5 hours. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin was filtered and collected. Again, the resin is dissolved in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent, the resin is precipitated, the precipitated resin is filtered and recovered twice, and purified by reprecipitation, weight average. A copolymer having a molecular weight of 7.9 × 10 3 was obtained with a yield of 71%. This resin A3 had the following structural units and was soluble in butyl acetate.
合成例6〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−1−1)、モノマー(I−1)を、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1):モノマー(I−1)〕が51.7:7.8:23.3:17.2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75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.7×103の樹脂A4(共重合体)を収率64%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。
合成例7〔樹脂A5の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−5−1)、モノマー(a2−1−3)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(I−1)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(a2−1−3):モノマー(a3−2−3):モノマー(I−1)〕が45:14:2.5:22:16.5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.95mol%及び2.85mol%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/イオン交換水=4/1の混合用液に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量8.1×103の樹脂A5(共重合体)を収率60%で得た。この樹脂A5は、以下の構造単位を有するものであり、酢酸ブチルに可溶なものであった。
Synthesis Example 6 [Synthesis of Resin A4]
As a monomer, a monomer (a1-1-3), a monomer (a2-1-1), a monomer (a3-1-1), a monomer (I-1), a molar ratio thereof [monomer (a1-1-3) : Monomer (a2-1-1): Monomer (a3-1-1): Monomer (I-1)] were mixed so that 51.7: 7.8: 23.3: 17.2. Dioxane of 1.5 mass times the amount of monomer was added to make a solution. 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators are added to the solution, respectively, with respect to the total monomer amount, and these are heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained is again dissolved in dioxane, and a solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent is precipitated twice, and the resin is filtered twice to perform a reprecipitation operation twice. 7 × 10 3 resin A4 (copolymer) was obtained with a yield of 64%. This resin A4 has the following structural units.
Synthesis Example 7 [Synthesis of Resin A5]
As the monomer, monomer (a1-1-3), monomer (a1-5-1), monomer (a2-1-3), monomer (a3-2-3) and monomer (I-1) were used, The ratio [monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-3): monomer (a3-2-3): monomer (I-1)] is 45:14: It mixed so that it might become 2.5: 22: 16.5, and the propylene glycol monomethyl ether acetate of 1.5 mass times of the total monomer amount was added, and it was set as the solution. To this solution, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added in an amount of 0.95 mol% and 2.85 mol%, respectively, based on the total monomer amount, and these were added at 73 ° C. Heated for about 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / ion-exchanged water = 4/1 mixing solution to precipitate a resin, and the resin was filtered to obtain a resin A5 having a weight average molecular weight of 8.1 × 10 3 (co-polymer). Polymer) with a yield of 60%. This resin A5 had the following structural units and was soluble in butyl acetate.
合成例8〔樹脂A6の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−5−1)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(I−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(a1−5−1):モノマー(a2−1−1):モノマー(I−1)):モノマー(a3−1−1)〕が30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.7×103の樹脂A6(共重合体)を収率82%で得た。この樹脂A6は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 8 [Synthesis of Resin A6]
As the monomer, monomer (a1-1-2), monomer (a1-5-1), monomer (a2-1-1), monomer (I-1) and monomer (a3-1-1) were used, The ratio [monomer (a1-1-2): monomer (a1-5-1): monomer (a2-1-1): monomer (I-1)): monomer (a3-1-1)] is 30:14 : 6: 20: 30, and 1.5 mass times the total monomer amount of propylene glycol monomethyl ether acetate was added to obtain a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by reprecipitation operation of filtering the resin twice. Resin A6 (copolymer) having a molecular weight of 7.7 × 10 3 was obtained in a yield of 82%. This resin A6 has the following structural units.
<レジスト組成物の調製>
以下に示す成分の各々を表1に示す質量部で溶剤に溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
Each of the components shown below was dissolved in a solvent in parts by mass shown in Table 1, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
<樹脂>
上述した合成例で合成した樹脂A1〜A6
<酸発生剤>
II1:式(II−1)で表される塩
II2:セントラル硝子社製
B1−3:特開2010−152341号公報の実施例に従って合成
B1−5:
B1−X:特開2010−113334号公報の実施例に従って合成
<Resin>
Resins A1 to A6 synthesized in the above synthesis example
<Acid generator>
II1: Salt represented by formula (II-1) II2: Central Glass Co., Ltd.
B1-3: synthesized according to the example of JP 2010-152341 A
B1-5:
B1-X: synthesized according to the example of JP 2010-113334 A
<塩基性化合物:クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン(東京化成工業(株)製)
<Basic compound: Quencher>
C1: 2,6-diisopropylaniline (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20部
2−ヘプタノン 20部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts Propylene glycol monomethyl ether 20 parts 2-heptanone 20 parts γ-butyrolactone 3.5 parts
実施例1〜7及び比較例1
<ネガ型レジストパターンの製造>
12インチのシリコンウェハ上に、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)後の組成物層の膜厚が100nmとなるようにスピンコートした。塗布後、ダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベークして、シリコンウェハ上に組成物層を形成した。シリコンウェハ上に形成された組成物層に、液浸露光用ArFエキシマレーザステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光照明]で、ラインアンドスペースパターン(ピッチ90nm/ライン幅45nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。露光後、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベークを行った。次いで、このシリコンウェハ上の組成物層を、現像液として酢酸ブチル(東京化成工業(株)製)を用いて、23℃で20秒間パドル現像を行うことにより、ネガ型レジストパターンを製造した。
得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、ラインアンドスペースパターンのライン幅とスペース幅とが1:1となる露光量を実効感度とした。
Examples 1-7 and Comparative Example 1
<Manufacture of negative resist pattern>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer, and baked under the conditions of 205 ° C. and 60 seconds, whereby an organic layer having a thickness of 78 nm was obtained. An antireflection film was formed. Next, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness of the composition layer after drying (pre-baking) was 100 nm. After coating, the composition layer was formed on the silicon wafer by pre-baking on a direct hot plate for 60 seconds at the temperature described in the “PB” column of Table 1. The composition layer formed on the silicon wafer was subjected to an immersion exposure ArF excimer laser stepper [XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized illumination], and a line and space pattern. Using a mask for forming (pitch 90 nm / line width 45 nm), the exposure was changed in stages and exposed. Note that ultrapure water was used as the immersion medium. After the exposure, post-exposure baking was performed for 60 seconds on the hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 1. Next, the composition layer on the silicon wafer was subjected to paddle development at 23 ° C. for 20 seconds using butyl acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a developer to produce a negative resist pattern.
The obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope, and the exposure amount at which the line width and the space width of the line and space pattern were 1: 1 was defined as the effective sensitivity.
<パターン倒れ評価(PCM)評価>
45nmの1:1ラインアンドスペースパターン(ピッチ90nm/ライン幅45nm)を形成するためのマスクを用いて、実効感度よりも高い露光量で形成されたラインパターンを観察した。該ラインパターンの線幅が45nmより細くなっても倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察されない場合を○、線幅が45nm以上でも倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察される場合を×とした。その結果を表2に示す。括弧内の数字は、パターン消失が観察されないレジストパターンの最小線幅(nm)を示す。
<Pattern collapse evaluation (PCM) evaluation>
Using a mask for forming a 45 nm 1: 1 line and space pattern (pitch 90 nm / line width 45 nm), the line pattern formed with an exposure amount higher than the effective sensitivity was observed. The case where the pattern disappearance due to falling or peeling was not observed even when the line width of the line pattern was thinner than 45 nm was marked as ◯, and the case where the pattern disappearing due to falling or peeling was observed even when the line width was 45 nm or more was marked as x. The results are shown in Table 2. The numbers in parentheses indicate the minimum line width (nm) of the resist pattern in which no pattern disappearance is observed.
実施例8〜14及び比較例2
現像液を、酢酸n−ブチルから2−ヘプタノン(協和醗酵(株)製)に変更した以外は、上記と同様の操作を行ってネガ型レジストパターンを製造し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表3に示す。
Examples 8 to 14 and Comparative Example 2
Except that the developer was changed from n-butyl acetate to 2-heptanone (manufactured by Kyowa Hakko Co., Ltd.), the same operation as above was performed to produce a negative resist pattern, and the same evaluation as in Example 1 was performed. went. The results are shown in Table 3.
上記の結果から、本発明のレジスト組成物によれば、優れたパターン倒れ耐性でレジストパターンを製造できることがわかる。 From the above results, it can be seen that according to the resist composition of the present invention, a resist pattern can be produced with excellent pattern collapse resistance.
<レジスト組成物の調製>
以下に示す成分の各々を表4に示す質量部で、下記の溶剤に溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。
<Preparation of resist composition>
Each of the components shown below was dissolved in the following solvent in the parts by mass shown in Table 4 and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
実施例15〜17及び比較例3
<レジストパターンの製造>
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4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偏光]を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表4の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
Examples 15 to 17 and Comparative Example 3
<Manufacture of resist pattern>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. Next, the above resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying was 85 nm.
The obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 4. Using the ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light] on the wafer on which the resist composition film is formed in this manner, the exposure amount is stepwise. The line and space pattern was subjected to immersion exposure. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds on a hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 4, and then with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution for 60 seconds. Paddle development was performed.
<パターン倒れ評価(PCM)評価>
線幅45nmから1nm毎に縮小したラインアンドスペースパターンマスクを用い、各線幅のラインアンドスペースパターンを解像し得る露光量で露光し、ラインアンドスペースパターンが得られたところで、レジストパターンのパターン倒れ又はパターン剥がれの有無(パターン消失の有無)を観察した。線幅が38nmより細くなっても倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察されない場合を「○」、38nm以上の線幅で、倒れ又は剥がれによるパターン消失が観察される場合を「×」とした。その結果を表5に示す。括弧内の数値は、線幅(nm)を示す。
<Pattern collapse evaluation (PCM) evaluation>
Using a line-and-space pattern mask reduced from the line width of 45 nm to every 1 nm, the line-and-space pattern of each line width is exposed at an exposure amount that can be resolved, and when the line-and-space pattern is obtained, the pattern of the resist pattern collapses Or the presence or absence of pattern peeling (presence or absence of pattern disappearance) was observed. The case where pattern disappearance due to falling or peeling was not observed even when the line width was thinner than 38 nm was designated as “◯”, and the case where pattern disappearance due to falling or peeling was observed with a line width of 38 nm or more was designated as “X”. The results are shown in Table 5. The numerical value in the parenthesis indicates the line width (nm).
上記の結果から、本発明のレジスト組成物によれば、優れたパターン倒れ耐性でレジストパターンを製造できることがわかる。 From the above results, it can be seen that according to the resist composition of the present invention, a resist pattern can be produced with excellent pattern collapse resistance.
本発明のレジスト組成物は、パターン倒れ耐性に優れるレジストパターンを製造できる。 The resist composition of the present invention can produce a resist pattern having excellent pattern collapse resistance.
Claims (3)
[式(I)中、
環T1は置換基を有していてもよい炭素数3〜34のスルトン環を表す。
R3は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Z1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。]
[式(IIA)中、
X2は、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基又は−OR5で置換されていてもよく、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R5は、炭素数1〜24の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R6は、炭素数1〜17の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよく、該炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R7は、炭素数1〜6のアルキル基を表す。
R8は、炭素数1〜6のフッ素化アルキル基を表す。
ただし、R6、R7及びR8の合計炭素数は、19以下である。
Z+は、有機カチオンを表す。]
[式(B1)中、
Qb1及びQb2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、炭素数1〜24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、フッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、水素原子、フッ素原子、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Z1+は、有機カチオンを表す。] Resin having a structural unit represented by formula (I) and a structural unit containing an adamantane ring having 2 or 3 hydroxy groups, an acid generator represented by formula (IIA), and an acid represented by formula (B1) A resist composition containing a generator.
[In the formula (I),
Ring T 1 represents a sultone ring having 3 to 34 carbon atoms which may have a substituent.
R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
Z 1 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms. ]
[In the formula (IIA)
X 2 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with a hydroxy group or —OR 5 , and a methylene group constituting the alkanediyl group May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the methylene group contained in the hydrocarbon group is May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 6 represents a hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, the hydrogen atom contained in the hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the methylene group constituting the hydrocarbon group is May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
R 7 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R 8 represents a fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
However, the total carbon number of R 6 , R 7 and R 8 is 19 or less.
Z + represents an organic cation. ]
[In the formula (B1),
Q b1 and Q b2 each independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be replaced by a fluorine atom or a hydroxy group, and methylene constituting the saturated hydrocarbon group The group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
Y represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an optionally substituted alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is an oxygen atom, A sulfonyl group or a carbonyl group may be substituted.
Z1 + represents an organic cation. ]
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程、を含むレジストパターンの製造方法。 (1) The process of apply | coating the resist composition of Claim 1 or 2 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.
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