JP6643833B2 - Resist pattern forming method, resist pattern splitting agent, split pattern improving agent, and resist pattern split material - Google Patents

Resist pattern forming method, resist pattern splitting agent, split pattern improving agent, and resist pattern split material Download PDF

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Description

本発明は、レジストパターン形成方法、レジストパターンスプリット剤、スプリットパターン改善化剤及びレジストパターンスプリット材料に関する。   The present invention relates to a resist pattern forming method, a resist pattern splitting agent, a split pattern improving agent, and a resist pattern split material.

リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)の電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light or an electron beam through a mask in which a predetermined pattern is formed. Then, a developing process is performed to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film.
A resist material whose exposed part changes to a property of dissolving in a developing solution is called a positive type, and a resist material whose exposed part changes to a property of not dissolving in a developing solution is called a negative type.
2. Description of the Related Art In recent years, in the production of semiconductor devices and liquid crystal display devices, finer patterns have been rapidly advanced due to advances in lithography technology.
As a method of miniaturization, generally, the wavelength of an exposure light source is shortened (energy is increased). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now, mass production of semiconductor devices using a KrF excimer laser or an ArF excimer laser has started. Also, electron beams having shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet rays), X-rays, and the like have been studied.

より微細なパターンを提供する手法として、パターニングを複数回行ってレジストパターンを形成するダブルパターニングプロセスが提案されている。ダブルパターニングプロセスによれば、たとえば、支持体上に、第1のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、第1のレジストパターンを形成した後、該第1のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第2のレジスト組成物を用いてパターニングを行うことにより、1回のパターニングで形成されるレジストパターンよりも高解像のレジストパターンが形成できる。   As a technique for providing a finer pattern, a double patterning process of forming a resist pattern by performing patterning a plurality of times has been proposed. According to the double patterning process, for example, after forming a first resist pattern by performing patterning using a first resist composition on a support, the first resist pattern is formed. By performing patterning on the support using the second resist composition, a resist pattern having a higher resolution than a resist pattern formed by one patterning can be formed.

また特許文献1には、支持体上に第1のレジストパターンを形成し、該支持体及び第1のレジストパターンの表面にSiO膜を形成し、該SiO膜を犠牲膜としてエッチングを行い、その後第1のレジストパターンを除去することによりSiO膜の第2パターンを形成する方法が記載されている。 Further, in Patent Document 1, a first resist pattern is formed on a support, an SiO 2 film is formed on the surface of the support and the first resist pattern, and etching is performed using the SiO 2 film as a sacrificial film. Then, a method of forming a second pattern of the SiO 2 film by removing the first resist pattern is described.

特開2013−164509号公報JP 2013-164509 A

しかしながら上記のような方法は、複数回の露光が必要であったり、工程数が多く処理が煩雑といった課題があり、微細パターンを形成する方法には未だ改良の余地があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、簡略な工程で微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを課題とする。
However, the above-described method has problems that a plurality of exposures are required, the number of steps is large, and the processing is complicated, and there is still room for improvement in the method of forming a fine pattern.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a pattern forming method capable of forming a fine pattern in a simple process.

本発明の第1の態様は、支持体上に、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、前記第1の層を被覆するように溶剤を含む溶液を塗布する工程Cと、前記工程AからCで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Dと、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Eと、を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
本発明の第2の態様は、レジストパターンを被覆し、該レジストパターンをスプリットするために用いられるレジストパターンスプリット剤であって、少なくとも溶剤と、酸または熱酸発生剤を含有することを特徴とするレジストパターンスプリット剤である。
本発明の第3の態様は、レジストパターンを前記レジストパターンスプリット剤を用いて被覆した後に、さらに被覆するスプリットパターン改善化剤であって、少なくとも有機溶剤と酸拡散制御剤を含有することを特徴とするスプリットパターン改善化剤である。
本発明の第4の態様は、本発明の第2の態様のレジストパターンスプリット剤と、本発明の第3の態様のスプリットパターン改善化剤とを備えたレジストパターンスプリット材料である。
In a first aspect of the present invention, a step A of forming a first resist pattern on a support by forming a positive resist film, exposing the positive resist film to light, and alkali developing to form a first resist pattern; Step B of forming a first layer by applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the first resist pattern, and applying a solution containing a solvent so as to cover the first layer And heating the structure including the first resist pattern obtained in the steps A to C, and dissolving the first resist pattern in a developer by the action of an acid in the first layer. A step D of changing the solubility, and developing the coated first resist pattern with an organic solvent to remove a region other than a region where the solubility of the first resist pattern in a developing solution has changed, Step of forming a pattern And having a, when a resist pattern forming method.
A second aspect of the present invention is a resist pattern splitting agent used for coating a resist pattern and splitting the resist pattern, comprising at least a solvent and an acid or a thermal acid generator. Resist pattern splitting agent.
A third aspect of the present invention is a split pattern improving agent for coating a resist pattern after coating with the resist pattern splitting agent, further comprising at least an organic solvent and an acid diffusion controlling agent. Is a split pattern improving agent.
A fourth aspect of the present invention is a resist pattern splitting material comprising the resist pattern splitting agent of the second aspect of the present invention and the split pattern improving agent of the third aspect of the present invention.

本発明によれば、簡略な工程で微細パターンを形成することができるパターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a pattern forming method capable of forming a fine pattern by a simple process.

本発明のレジストパターン形成方法の概略工程の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a schematic process of a method for forming a resist pattern of the present invention.

本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rα)は、水素原子以外の原子又は基であり、たとえば炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルをα置換アクリル酸エステルということがある。また、アクリル酸エステルとα置換アクリル酸エステルとを包括して「(α置換)アクリル酸エステル」ということがある。
「ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの、等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものを意味する。
「スチレンから誘導される構成単位」、「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン又はスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
上記α位の置換基としてのアルキル基は、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH−)を2価の基で置換する場合の両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, the term "aliphatic" is a concept relative to aromatics, and is defined as meaning a group, compound, or the like having no aromaticity.
“Alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified.
The “alkylene group” includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The “halogenated alkyl group” is a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group have been substituted with halogen atoms, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
“Fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or an alkylene group have been substituted with fluorine atoms.
“Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
The “structural unit derived from an acrylate ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylate ester.
“Acrylic acid ester” is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxy group of acrylic acid (CH 2 CHCH—COOH) is substituted with an organic group.
In the acrylic ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α ) for substituting a hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or a group other than a hydrogen atom, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms. Examples thereof include an alkyl group and a hydroxyalkyl group. The carbon atom at the α-position of the acrylate ester is a carbon atom to which a carbonyl group is bonded, unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylate in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylate. In addition, acrylates and α-substituted acrylates may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylates”.
“Structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative” means a structural unit constituted by cleavage of an ethylenic double bond of hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative.
The term “hydroxystyrene derivative” is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. As those derivatives, those in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with an organic group are substituted with an organic group, and those in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent Those in which a substituent other than a hydroxyl group is bonded to a benzene ring of good hydroxystyrene, and the like. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the substituent that substitutes the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same substituents as those described as the substituent at the α-position in the α-substituted acrylate.
"Structural unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative" means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative.
The “vinyl benzoic acid derivative” is a concept including those in which the α-position hydrogen atom of vinyl benzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group, and derivatives thereof. These derivatives include those in which the hydrogen atom of the carboxy group of vinylbenzoic acid, in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, is substituted with an organic group, and the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent. And those in which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded to the benzene ring of the vinyl benzoic acid which may be used. The α-position (α-position carbon atom) means a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
“Styrene derivative” means a compound in which the hydrogen atom at the α-position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
“Structural unit derived from styrene” and “structural unit derived from a styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
The alkyl group as the substituent at the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group). , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
Examples of the halogenated alkyl group as a substituent at the α-position include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the above “alkyl group as a substituent at the α-position” are substituted with a halogen atom. Can be Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
Specific examples of the hydroxyalkyl group as the substituent at the α-position include a group in which part or all of the hydrogen atoms of the above “alkyl group as the substituent at the α-position” are substituted with a hydroxyl group. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably from 1 to 5, and most preferably 1.
Be referred to as a "may have a substituent", the case of replacing a hydrogen atom (-H) a monovalent group, methylene group - when substituting a divalent radical (-CH 2) Including both.
“Exposure” is a concept including radiation irradiation in general.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明は、支持体上に、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、前記第1の層を被覆するように溶剤を含む溶液を塗布する工程Cと、前記工程AからCで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Dと、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Eと、を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
以下、本発明のレジストパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。
≪Method of forming resist pattern≫
In the present invention, a step A of forming a positive resist film on a support, exposing the positive resist film to light, and developing with alkali to form a first resist pattern; A step B of forming a first layer by applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the layer, and a step C of applying a solution containing a solvent so as to cover the first layer; Heating the structure including the first resist pattern obtained in the steps A to C, and changing the solubility of the first resist pattern in a developer by the action of an acid in the first layer; D, a step of developing the coated first resist pattern with an organic solvent to remove a region other than a region in which the solubility of the first resist pattern in a developer has changed to form a second resist pattern With E Characterized in that, a resist pattern forming method.
Hereinafter, the resist pattern forming method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、第1の実施形態のレジストパターン形成方法の概略工程を示す。図1(a)〜(e)は、それぞれレジストパターンの断面を示している。
まず、図1(a)に示すように、支持体1上に当該ポジ型レジスト組成物を用いて、ラインアンドスペースのレジストパターン2を形成する(工程A)。
次に、図1(b)に示すように、レジストパターン2を被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1のレジストパターン2とこれを被覆する第1の層3とからなる構造体を得る(工程B)。
次に、図1(c)に示すように、構造体を被覆するように溶剤を含む溶液を塗布し、溶剤を含む溶液の層4を形成する(工程C)。
その後、工程AからCで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、図1(d)に示すように、第1のレジストパターン2の表面の現像液に対する溶解性を変化させる(工程D)。
その後、有機溶剤現像を行い、図1(d)の2bで示される部分を除去することにより、図1(e)に示すような、第1のレジストパターンがライン、スペース、ラインに分割(スプリット)された、微細パターン(「スプリットパターン」と記載することがある。)が形成される(工程E)。
FIG. 1 shows schematic steps of a method for forming a resist pattern according to the first embodiment. 1A to 1E show cross sections of the resist pattern.
First, as shown in FIG. 1A, a line-and-space resist pattern 2 is formed on a support 1 using the positive resist composition (step A).
Next, as shown in FIG. 1B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover the resist pattern 2, and the first resist pattern 2 and the first layer covering the same are coated. 3 is obtained (step B).
Next, as shown in FIG. 1C, a solution containing a solvent is applied so as to cover the structure, and a layer 4 of the solution containing the solvent is formed (Step C).
Thereafter, the structure including the first resist pattern obtained in steps A to C is heated to change the solubility of the surface of the first resist pattern 2 in the developing solution as shown in FIG. (Step D).
Thereafter, organic solvent development is performed to remove the portion indicated by 2b in FIG. 1D, thereby dividing the first resist pattern into lines, spaces, and lines as shown in FIG. 1E. ) Is formed (step E).

[工程A]
工程Aは、支持体上に、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程である。工程Aは、図1(a)に示すように、支持体1上に、第1のレジストパターン2を形成する。
〔支持体〕
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)とに分けられる。
[Step A]
Step A is a step of forming a positive resist film on a support, exposing the positive resist film, and developing with an alkali to form a first resist pattern. In step A, a first resist pattern 2 is formed on a support 1 as shown in FIG.
(Support)
The support is not particularly limited, and a conventionally known support can be used, and examples thereof include a substrate for an electronic component and a support on which a predetermined wiring pattern is formed. More specifically, examples include a silicon wafer, a substrate made of metal such as copper, chromium, iron, and aluminum, and a glass substrate. As a material of the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold and the like can be used.
Further, as the support, a substrate provided with an inorganic and / or organic film on the above-described substrate may be used. Examples of the inorganic film include an inorganic anti-reflection film (inorganic BARC). Examples of the organic film include an organic film such as an organic antireflection film (organic BARC) and a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, the multilayer resist method means that at least one organic film (lower organic film) and at least one resist film (upper resist film) are provided on a substrate, and a resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. This is a method of patterning a lower organic film, and it is said that a pattern having a high aspect ratio can be formed. That is, according to the multilayer resist method, the required thickness can be secured by the lower organic film, so that the resist film can be made thinner and a fine pattern with a high aspect ratio can be formed.
The multilayer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (a two-layer resist method), and a method of forming one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film. (Three-layer resist method) in which a multilayer structure having three or more layers provided with (a metal thin film or the like) is provided.

露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性が高い。 Wavelength used for the exposure is not particularly limited, ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-rays, and soft X-rays It can be performed using radiation. The resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV.

レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be ordinary exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or liquid immersion exposure (Liquid Immersion Lithography).
In the immersion exposure, the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is filled in advance with a solvent (immersion medium) having a refractive index larger than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. Exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include a fluorine-based compound such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , C 5 H 3 F 7 as a main component. Liquids and the like are mentioned, and those having a boiling point of 70 to 180 ° C are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160 ° C are more preferable. It is preferable that the fluorinated inert liquid has a boiling point in the above range since the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
More specifically, the perfluoroalkyl ether compound includes perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102 ° C.), and the perfluoroalkylamine compound includes perfluorotributylamine ( (Boiling point: 174 ° C.).
As the immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental issues, versatility and the like.

アルカリ現像プロセスで現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。   Examples of the alkali developing solution used for the developing treatment in the alkali developing process include a 0.1 to 10% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、たとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   The developing treatment can be performed by a known developing method. For example, a method in which a support is immersed in a developer for a certain period of time (dip method); Method (paddle method), method of spraying the developer on the surface of the support (spray method), application of the developer while scanning the developer application nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed Continued method (dynamic dispensing method) and the like.

リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該方法としては、たとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。   The rinsing treatment (rinsing treatment) using the rinsing liquid can be performed by a known rinsing method. Examples of the method include a method of continuously applying a rinsing liquid onto a support rotating at a constant speed (rotation coating method), a method of dipping the support in a rinsing liquid for a predetermined time (dip method), and a method of applying a support surface. And a method of spraying a rinsing liquid (spray method).

<ポジ型レジスト組成物>
工程Aにおいて、第1のレジストパターンを形成するために用いるポジ型レジスト組成物は、露光により酸を発生し、且つ酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するポジ型レジスト組成物を採用できる。
該ポジ型レジスト組成物(以下、「レジスト組成物」と記載することがある。)は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)を含有していることが好ましい。
かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する一方で、未露光部では(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が変化しないため、露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成される。
<Positive resist composition>
In the step A, as the positive resist composition used for forming the first resist pattern, a positive resist composition that generates an acid upon exposure and increases the solubility in a developer due to the action of the acid can be used. .
The positive resist composition (hereinafter sometimes referred to as a “resist composition”) is a base component (A) whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid (hereinafter, “component (A)”). ) Is preferably contained.
When a resist film is formed using such a resist composition and the resist film is selectively exposed, an acid is generated in an exposed portion, and the action of the acid causes the solubility of the component (A) in an alkali developing solution. On the other hand, since the solubility of the component (A) in the alkali developing solution does not change in the unexposed portion, there is a difference in the solubility in the developing solution between the exposed portion and the unexposed portion. Therefore, when the resist film is developed, the exposed portions are dissolved and removed, and a positive resist pattern is formed.

本発明において、レジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
具体的には、本発明において、レジスト組成物は、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有するものであってもよく;
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;
(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本発明において、レジスト組成物は、上記(1)の場合であることが特に好ましい。
In the present invention, the resist composition has an acid generating ability to generate an acid upon exposure, and the component (A) may generate an acid upon exposure, and may be added separately from the component (A). The agent component may generate an acid upon exposure.
Specifically, in the present invention, the resist composition,
(1) It may contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as “component (B)”);
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure;
(3) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure, and may further contain the component (B).
That is, in the case of the above (2) and (3), the component (A) is a “base component that generates an acid upon exposure and changes the solubility in a developer by the action of an acid”. When the component (A) is a base component that generates an acid upon exposure and increases the solubility in a developer due to the action of the acid, the component (A1) described below generates an acid upon exposure, and It is preferable to use a polymer compound whose solubility in a developer is increased by the action of an acid. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates an acid upon exposure, a known unit can be used.
In the present invention, the resist composition is particularly preferably the case of the above (1).

<(A)成分>
本発明において、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物であり、好ましくは分子量が500以上の有機化合物が用いられる。該有機化合物の分子量が500以上であることにより、膜形成能が向上し、加えて、ナノレベルの感光性樹脂パターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。
重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
(A)成分としては、樹脂を用いてもよく、低分子化合物を用いてもよく、これらを併用してもよい。
(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が増大するものである。
また、本発明において(A)成分は、露光により酸を発生するものであってもよい。
<(A) component>
In the present invention, the “base component” is an organic compound having a film-forming ability, and preferably an organic compound having a molecular weight of 500 or more is used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film-forming ability is improved, and in addition, a nano-level photosensitive resin pattern is easily formed.
Organic compounds used as the base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
As the non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, the “low molecular weight compound” refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, those having a molecular weight of 1,000 or more are usually used. Hereinafter, the term “resin” refers to a polymer having a molecular weight of 1,000 or more.
As the molecular weight of the polymer, a weight average molecular weight in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) is used.
As the component (A), a resin, a low molecular weight compound, or a combination of these may be used.
The component (A) increases the solubility in a developer by the action of an acid.
In the present invention, the component (A) may generate an acid upon exposure.

本発明において、(A)成分は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下、「構成単位(a1)」ということがある。)及びラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(以下、「構成単位(a2)」ということがある。)、を有する高分子化合物(A1)を含んでいることが好ましい。   In the present invention, the component (A) includes a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid (hereinafter, may be referred to as a “structural unit (a1)”) and a lactone-containing cyclic group or carbonate. It preferably contains a polymer compound (A1) having a structural unit containing a cyclic group (hereinafter may be referred to as a “structural unit (a2)”).

(構成単位(a1))
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SOH)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基が好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
ここで「酸解離性基」とは、
(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、
(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、
の双方をいう。
酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
(Structural unit (a1))
The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid.
An “acid-decomposable group” is an acid-decomposable group capable of cleaving at least a part of bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid include a group which is decomposed by the action of an acid to generate a polar group.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (—SO 3 H) and the like. Among these, a polar group containing -OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as an "OH-containing polar group") is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specifically, examples of the acid-decomposable group include a group in which the polar group is protected by an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected by an acid-dissociable group).
Here, the “acid dissociable group”
(I) an acid-dissociable group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by the action of an acid; or
(Ii) a group capable of cleaving a bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group by further decarboxylation after partial bond cleavage by the action of an acid; ,
Means both.
The acid-dissociable group constituting the acid-decomposable group needs to be a group having a polarity lower than the polarity of the polar group generated by the dissociation of the acid-dissociable group. Is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid-dissociable group is generated, and the polarity increases. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. As the polarity increases, the solubility in the developer relatively changes, and when the developer is an organic developer, the solubility decreases.

酸解離性基としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものを使用することができる。
上記極性基のうち、カルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−1)で表される酸解離性基(以下、便宜上「アセタール型酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
The acid dissociable group is not particularly limited, and those that have been proposed as the acid dissociable group of the base resin for a chemically amplified resist can be used.
Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects a carboxy group or a hydroxyl group include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter, for convenience, an “acetal-type acid dissociable group”). Group ").

Figure 0006643833
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基、Ra’は炭化水素基、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006643833
[Wherein Ra ′ 1 and Ra ′ 2 are a hydrogen atom or an alkyl group, Ra ′ 3 is a hydrocarbon group, and Ra ′ 3 is bonded to any of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 to form a ring. Good. ]

式(a1−r−1)中、Ra’、Ra’のアルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。 In the formula (a1-r-1), as the alkyl group of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 , in the description of the α-substituted acrylate ester, the alkyl group is mentioned as a substituent that may be bonded to the carbon atom at the α-position. The same as the alkyl group can be mentioned, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is most preferable.

Ra’の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。 As the hydrocarbon group for Ra ′ 3 , an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable; a linear or branched alkyl group is preferable. , Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, 1,1-dimethylethyl, 1,1-diethylpropyl And a 2,2-dimethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group.

Ra’が環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。 When Ra ′ 3 is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, polycyclic, or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane is preferable. As the polycycloalkane, one having 7 to 12 carbon atoms is preferable. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When it is an aromatic hydrocarbon group, specific examples of the aromatic ring contained therein include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring. An aromatic heterocyclic ring partially substituted with a hetero atom; Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one hydrogen atom in the aryl group has been substituted with an alkylene group (for example, Benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group); The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。 When Ra ′ 3 is bonded to any of Ra ′ 1 and Ra ′ 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.

上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−2)で表される酸解離性基が挙げられる(下記式(a1−r−2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある)。   Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects a carboxy group include an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2) (the following formula (a1-r-2) Of the acid dissociable groups represented by ()), those constituted by an alkyl group may be hereinafter referred to as “tertiary alkyl ester type acid dissociable groups” for convenience).

Figure 0006643833
[式中、Ra’〜Ra’は炭化水素基であり、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006643833
[In the formula, Ra ′ 4 to Ra ′ 6 are hydrocarbon groups, and Ra ′ 5 and Ra ′ 6 may be bonded to each other to form a ring. ]

Ra’〜Ra’の炭化水素基としては前記Ra’と同様のものが挙げられる。Ra’は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。Ra’、Ra’が互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1−r2−1)で表される基が挙げられる。
一方、Ra’〜Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1−r2−2)で表される基が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group of Ra ′ 4 to Ra ′ 6 are the same as those of the above-mentioned Ra ′ 3 . Ra ′ 4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. When Ra ′ 5 and Ra ′ 6 are bonded to each other to form a ring, a group represented by the following general formula (a1-r2-1) is exemplified.
On the other hand, when Ra ′ 4 to Ra ′ 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, a group represented by the following general formula (a1-r2-2) may be mentioned.

Figure 0006643833
[式中、Ra’10は炭素数1〜10のアルキル基、Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基、Ra’12〜Ra’14は、それぞれ独立に炭化水素基を示す。]
Figure 0006643833
[Wherein, Ra ′ 10 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Ra ′ 11 is a group which forms an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which Ra ′ 10 is bonded, Ra ′ 12 to Ra ′ 14 are respectively Independently represents a hydrocarbon group. ]

式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基のアルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基が好ましい。式(a1−r2−1)中、Ra’11が構成する脂肪族環式基は、式(a1−r−1)におけるRa’の環状のアルキル基として挙げた基が好ましい。 In the formula (a1-r2-1), the alkyl group of the alkyl group of Ra ′ 10 having 1 to 10 carbon atoms is the linear or branched alkyl group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1). The groups mentioned as above are preferred. In the formula (a1-r2-1), the aliphatic cyclic group represented by Ra ′ 11 is preferably the group exemplified as the cyclic alkyl group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1).

式(a1−r2−2)中、Ra’12及びRa’14はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、該アルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基として挙げた基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状アルキル基であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
式(a1−r2−2)中、Ra’13は、式(a1−r−1)におけるRa’の炭化水素基として例示された直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基であることが好ましい。これらの中でも、Ra’の環状のアルキル基として挙げられた基であることがより好ましい。
In the formula (a1-r2-2), Ra ′ 12 and Ra ′ 14 are preferably each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl group is represented by Ra in the formula (a1-r-1). 'The group mentioned as the linear or branched alkyl group of 3 is more preferable, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is particularly preferable. .
In the formula (a1-r2-2), Ra ′ 13 is a linear, branched or cyclic alkyl group exemplified as the hydrocarbon group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1). Is preferred. Among these, the groups exemplified as the cyclic alkyl group of Ra ′ 3 are more preferable.

前記式(a1−r2−1)の具体例を以下に挙げる。以下の式中、「*」は結合手を示す。   Specific examples of the formula (a1-r2-1) are shown below. In the following formula, “*” indicates a bond.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

前記式(a1−r2−2)の具体例を以下に挙げる。   Specific examples of the formula (a1-r2-2) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

また、上記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1−r−3)で表される酸解離性基(以下、便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。   Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects a hydroxyl group include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as “tertiary alkyloxycarbonyl acid for convenience”). A "dissociable group").

Figure 0006643833
[式中、Ra’〜Ra’はアルキル基を示す。]
Figure 0006643833
[Wherein, Ra ′ 7 to Ra ′ 9 represent an alkyl group. ]

式(a1−r−3)中、Ra’〜Ra’は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、1〜3がより好ましい。
また、各アルキル基の合計の炭素数は、3〜7であることが好ましく、3〜5であることがより好ましく、3〜4であることが最も好ましい。
In the formula (a1-r-3), Ra ′ 7 to Ra ′ 9 are preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3.
Further, the total carbon number of each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5, and most preferably 3 to 4.

構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。   The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and is an acid whose polarity is increased by the action of an acid. A structural unit containing a decomposable group; a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in a hydroxyl group of a structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group; Structural units in which at least a part of the hydrogen atoms in -C (= O) -OH of the structural unit derived from a vinylbenzoic acid derivative are protected by a substituent containing the acid-decomposable group are exemplified.

構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
構成単位(a1)として、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が好ましい。
As the structural unit (a1), among the above, a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent is preferable.
As the structural unit (a1), a structural unit represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2) is preferable.

Figure 0006643833
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vaはエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を有していてもよい2価の炭化水素基であり、na1は0〜2であり、
Raは上記式(a1−r−1)〜(a1−r−2)で表される酸解離性基である。Wa
はna2+1価の炭化水素基であり、na2は1〜3であり、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。]
Figure 0006643833
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond, a urethane bond, or an amide bond, na 1 is 0 to 2,
Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above formulas (a1-r-1) to (a1-r-2). Wa 1
Is a n a2 +1 monovalent hydrocarbon group, n a2 is 1 to 3, Ra 2 is an acid-dissociable group represented by the formula (a1-r-1) or (a1-r-3) is there. ]

前記一般式(a1−1)中、炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
Vaの炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
またVaとしては上記2価の炭化水素基がエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を介して結合したものが挙げられる。
In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, Examples include a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which part or all of the hydrogen atoms of the aforementioned alkyl group having 1 to 5 carbon atoms have been substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.
R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
The hydrocarbon group of Va 1 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure.
Va 1 includes those in which the above divalent hydrocarbon group is bonded via an ether bond, a urethane bond, or an amide bond.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, preferably a linear alkylene group, and specific examples include a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [- (CH 2) 2 - ], trimethylene [ - (CH 2) 3 -] , a tetramethylene group [- (CH 2) 4 - ], a pentamethylene group [- (CH 2) 5 - ] , and the like.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, preferably a branched chain alkylene group, specifically, -CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as - CH (CH 3) CH 2 - , - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3) CH 2 -, - C (CH 2 CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - And the like alkyl alkylene group such as an alkyl tetramethylene group of. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.

前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring) and a linear or branched alicyclic hydrocarbon group. Examples thereof include a group bonded to the terminal of a chain aliphatic hydrocarbon group, and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane is preferable, and the polycycloalkane is preferably a group having 7 to 12 carbon atoms. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
前記Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、炭素数が3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group in Va 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 15 is particularly preferred, and 6 to 10 is most preferred. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; An aromatic heterocyclic ring substituted with an atom; Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group in which two hydrogen atoms have been removed from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group) ) Is a group in which one of the hydrogen atoms is substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 1-naphthylethyl, 2-naphthylethyl) A group in which one hydrogen atom has been further removed from an aryl group in the group); The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

前記式(a1−2)中、Waにおけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)のVaと同じ基が挙げられる。
前記na2+1価は、2〜4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
In the formula (a1-2), n a2 +1 monovalent hydrocarbon group for Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. As the aliphatic hydrocarbon group, a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group It includes a group formed by combining an aliphatic hydrocarbon group in the structure containing a ring, and specific examples thereof include the same groups as Va 1 of the aforementioned formula (a1-1).
The na2 + 1 valence is preferably 2-4, more preferably 2 or 3.

前記式(a1−2)としては、特に、下記一般式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。   As the formula (a1-2), a structural unit represented by the following general formula (a1-2-01) is particularly preferable.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

式(a1−2−01)中、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。na2は1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。cは0〜3の整数であり、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。Rは前記と同じである。
以下に上記式(a1−1)、(a1−2)の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
In the formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). na2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 1. R is the same as above.
Specific examples of the above formulas (a1-1) and (a1-2) are shown below. In the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

(A)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A)成分を構成する全構成単位に対し、20〜80モル%が好ましく、20〜75モル%がより好ましく、25〜70モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることによって、感度、解像性、LWR等のリソグラフィー特性も向上する。また、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。   The proportion of the structural unit (a1) in the component (A) is preferably from 20 to 80 mol%, more preferably from 20 to 75 mol%, and still more preferably from 25 to 70 mol%, based on all the structural units constituting the component (A). Is more preferred. By setting the lower limit or more, the lithography characteristics such as sensitivity, resolution, and LWR are also improved. Further, by setting the content to be equal to or less than the upper limit value, it is possible to balance with other constituent units.

(構成単位(a2))
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位である。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めるうえで有効なものである。
本発明において、(A1)成分は、構成単位(a2)を有していることが好ましい。
なお、前記構成単位(a1)がその構造中にラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基を含むものである場合、該構成単位は構成単位(a2)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a2)には該当しないものとする。
(Structural unit (a2))
The structural unit (a2) is a structural unit containing a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.
The lactone-containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a2) is effective for enhancing the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used for forming the resist film. is there.
In the present invention, the component (A1) preferably has a structural unit (a2).
When the structural unit (a1) has a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 -containing cyclic group, or a carbonate-containing cyclic group in its structure, the structural unit also corresponds to the structural unit (a2). However, such a structural unit corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a2).

構成単位(a2)は、下記一般式(a2−1)で表される構成単位であることが好ましい。   The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).

Figure 0006643833
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Ya21は単結合または2価の連結基であり、La21は−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。Ra21はラクトン含有環式基、−SO−含有環式基又はカーボネート含有環式基である。]
Figure 0006643833
[Wherein, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Ya 21 is a single bond or a divalent linking group, and La 21 is -O —, —COO—, —CON (R ′) —, —OCO—, —CONHCO— or —CONHCS—, wherein R ′ represents a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is -O-, Ya 21 does not become -CO-. Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group. ]

Ya21の2価の連結基としては特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。 The divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but preferred examples thereof include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent and a divalent linking group containing a hetero atom.

(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)
2価の連結基としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVaで例示した基が挙げられる。
(A divalent hydrocarbon group which may have a substituent)
The hydrocarbon group as a divalent linking group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having a ring in the structure, and the like. The groups exemplified for Va 1 in 1) can be mentioned.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。   The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a carbonyl group substituted with a fluorine atom.

前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基としては、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVaで例示した基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure (two hydrogen atoms are removed from an aliphatic hydrocarbon ring) A) a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, or a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is linear or branched. And a group interposed in the middle of the group hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same as described above.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group include the groups exemplified as Va 1 in the above formula (a1-1).
The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and a carbonyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
As the alkoxy group as the substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group are preferable. And ethoxy groups are most preferred.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the aforementioned alkyl group have been substituted with the aforementioned halogen atoms.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing a hetero atom, -O-, -C (= O) -O-, -S-, -S (= O) 2- , and -S (= O) 2- O- are preferable.

2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基としては、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVaで例示された基が挙げられる。
前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group include the groups exemplified by Va 1 in the above formula (a1-1).
In the aromatic hydrocarbon group, a hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
Examples of the alkoxy group, halogen atom and halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting a hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.

(ヘテロ原子を含む2価の連結基)
ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子および水素原子以外の原子であり、たとえば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
(Divalent linking group containing hetero atom)
The hetero atom in the divalent linking group containing a hetero atom is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.

Ya21がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとして、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−、−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−−Y21、[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m’は0〜3の整数である。]等が挙げられる。
前記へテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−または−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記2価の連結基としての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基において、m’は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m’−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CHa’−C(=O)−O−(CHb’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
When Ya 21 is a divalent linking group containing a hetero atom, preferred examples of the linking group include -O-, -C (= O) -O-, -C (= O)-, and -OC. (= O) -O-, -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= NH)-(H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group. .), - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 - C (= O) -O -, - C (= O) -O - Y 21, [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O) -Y 22 - group [wherein represented by, Y 21 and Y 22 are each independently may be substituted divalent hydrocarbon group, O is an oxygen atom, m ′ is an integer of 0 to 3. And the like.
When the divalent linking group containing a hetero atom is -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= NH)-, H is a substituent such as an alkyl group or acyl. It may be substituted. The substituent (such as an alkyl group or an acyl group) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, - [Y 21 -C ( = O) -O] m '-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently have a substituent A good divalent hydrocarbon group. Examples of the divalent hydrocarbon group include those similar to the “divalent hydrocarbon group which may have a substituent” described in the description of the divalent linking group.
As Y 21 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferable. preferable.
As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group, or an alkylmethylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
Formula - [Y 21 -C (= O ) -O] m '-Y 22 - In the group represented by, m' is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, 0 Alternatively, 1 is more preferable, and 1 is particularly preferable. In other words, the formula - Examples of the group represented by the formula -Y 21 -C (= O) -O -Y 22 - - [Y 21 -C (= O) -O] m '-Y 22 represented by Groups are particularly preferred. Among them, the formula - (CH 2) a '-C (= O) -O- (CH 2) b' - a group represented by are preferred. In the formula, a ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, still more preferably 1 or 2, and most preferably 1. b ′ is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, still more preferably 1 or 2, and most preferably 1.

本発明において、Ya21としては、単結合、又はエステル結合[−C(=O)−O−]、エーテル結合(−O−)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基若しくはこれらの組合せであることが好ましい。 In the present invention, Ya 21 is a single bond, an ester bond [—C (= O) —O—], an ether bond (—O—), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. Preferably, there is.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
における環状の炭化水素基としてのラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)で表される基が挙げられる。以下、「*」は結合手を表す。
“Lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —OC (= O) — in the ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring. When only the lactone ring is used, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone-containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group for R 1 is not particularly limited, and any one can be used. Specific examples include groups represented by the following general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Hereinafter, “*” represents a bond.

Figure 0006643833
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数であり、m’は0または1である。]
Figure 0006643833
[Wherein, Ra ′ 21 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR ″, —OC (= O) R ″, a hydroxyalkyl group or a cyano group. R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n 'is 0 to 2 And m ′ is 0 or 1. ]

前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、A”は、酸素原子(−O−)もしくは硫黄原子(−S−)を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。A”における炭素数1〜5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に−O−または−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH−、−CH−O−CH−、−S−CH−、−CH−S−CH−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基または−O−が好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。Ra’21はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基又はシアノ基である。
Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ましい。
該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(−O−)とが連結した基が挙げられる。
Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), A ″ is a group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—). As the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A ″, a linear or branched alkylene group is preferable, and a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, Isopropylene groups and the like. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include a group in which —O— or —S— is interposed between the terminal or the carbon atom of the alkylene group, for example, —O—CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2 - , and the like. A ″ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group. Ra ′ 21 is independently an alkyl group or an alkoxy group. Group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group.
The alkyl group in ra '21, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkoxy group in Ra ′ 21 is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, a group in which the alkyl group mentioned as the alkyl group in Ra ′ 21 and an oxygen atom (—O—) are linked.
Examples of the halogen atom in Ra ′ 21 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
'Examples of the halogenated alkyl group for 21, the Ra' Ra part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned it has been substituted with the aforementioned halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.

下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)で表される基の具体例を挙げる。   Specific examples of the groups represented by formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

「−SO−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO−含有環式基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。
における環状の炭化水素基としての−SO−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO−を含む環式基、すなわち−O−SO−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。−SO−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)で表される基が挙げられる。
And - "-SO 2 containing cyclic group", -SO 2 - within the ring skeleton thereof shows a cyclic group containing a ring containing, in particular, -SO 2 - sulfur atom (S) is in A cyclic group that forms part of the cyclic skeleton of the cyclic group. The ring containing -SO 2-in the ring skeleton is counted as the first ring, and if the ring alone is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of the structure. Called. The —SO 2 —-containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.
The —SO 2 —-containing cyclic group as a cyclic hydrocarbon group for R 1 is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, that is, —O—SO 2 — in —O—SO 2 —. It is preferred that -S- is a cyclic group containing a sultone ring that forms part of the ring skeleton. More specifically, examples of the —SO 2 —-containing cyclic group include groups represented by the following general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4).

Figure 0006643833
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数である。]
Figure 0006643833
[Wherein, Ra ′ 51 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR ″, —OC (= O) R ″, a hydroxyalkyl group or a cyano group. R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n 'is 0 to 2 Is an integer. ]

前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)中、A”は後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のA”と同様である。Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21と同様である。 In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A ″ is the same as A ″ in the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described below. . Alkyl group in ra '51, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, described below general formula (a2-r-1) ~ ( This is the same as Ra ′ 21 in a2-r-7).

下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)で表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。   Specific examples of the groups represented by formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are shown below. “Ac” in the formula represents an acetyl group.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

−SO−含有環式基としては、上記の中でも、前記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)、(r−sl−1−18)、(r−sl−3−1)および(r−sl−4−1)のいずれかで表される基からなる群から選択される少なくとも一種を用いることがより好ましく、前記化学式(r−sl−1−1)で表される基が最も好ましい。 As the —SO 2 —-containing cyclic group, a group represented by the general formula (a5-r-1) is preferable among the above, and the chemical formulas (r-sl-1-1) and (r-sl- 1-18), it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of groups represented by any of (r-sl-3-1) and (r-sl-4-1), and the chemical formula The group represented by (r-sl-1-1) is most preferred.

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
における環状の炭化水素基としてのカーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)で表される基が挙げられる。
The “carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing —OC (= O) —O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and a carbonate ring alone is referred to as a monocyclic group, and a compound having another ring structure is referred to as a polycyclic group regardless of the structure. The carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group for R 1 is not particularly limited, and any one can be used. Specific examples include groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3).

Figure 0006643833
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子でありq’は0または1である。]
Figure 0006643833
Wherein Ra ′ x31 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, —COOR ″, —OC (= O) R ″, a hydroxyalkyl group or a cyano group. R ″ is a hydrogen atom or an alkyl group; A ″ is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and q ′ is 0 or 1. is there. ]

前記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)中のA”は、A”は前記一般式(a2−r−1)中のA”と同様である。
Ra’ 31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
A ″ in the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) is the same as A ″ in the general formula (a2-r-1).
Alkyl group in ra '31, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, each of the general formulas (a2-r-1) ~ ( The same as those described in the description of Ra ′ 21 in a2-r-7) can be given.

下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)で表される基の具体例を挙げる。   Specific examples of the groups represented by formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

上記の中でも、ラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2−r−1)または(a2−r−2)で表される基が好ましく、前記化学式(r−lc−1−1)の基がより好ましい。   Among the above, as the lactone-containing cyclic group, a group represented by the general formula (a2-r-1) or (a2-r-2) is preferable, and the group represented by the chemical formula (r-lc-1-1) is preferable. Groups are more preferred.

(A1)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、DOF、CDU等の種々のリソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a2), the proportion of the structural unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1). The content is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%. When the content is not less than the lower limit, the effect of containing the structural unit (a2) is sufficiently obtained. Has good lithography characteristics and pattern shape.

(A1)成分は、上記構成単位(a1)及び(a2)のほかに、以下の構成単位(a3)、構成単位(a4)を有していてもよい。   The component (A1) may have the following structural units (a3) and (a4) in addition to the structural units (a1) and (a2).

(構成単位(a3))
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(ただし、上述した構成単位(a1)、(a2)に該当するものを除く)である。
(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与すると考えられる。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該環式基としては多環式基であることが好ましく、炭素数は7〜30であることがより好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
(Structural unit (a3))
The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (however, excluding those corresponding to the structural units (a1) and (a2) described above).
It is considered that when the component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, which contributes to improvement in resolution.
Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom, and a hydroxyl group is particularly preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an alkylene group) and a cyclic aliphatic hydrocarbon group (cyclic group). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and may be appropriately selected from, for example, those proposed for a resin for a resist composition for an ArF excimer laser. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably has 7 to 30 carbon atoms.
Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or an alkyl group is substituted with a fluorine atom Is more preferred. Examples of the polycyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. Specific examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Among these polycyclic groups, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane, a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane, and a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclododecane are given below. Industrially preferred.

構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3−1)で表される構成単位、式(a3−2)で表される構成単位、式(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
The structural unit (a3) is not particularly limited as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group, and any unit can be used.
The structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Structural units are preferred.
As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a straight-chain or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, it is derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the following formula (a3-2), The structural unit represented by a3-3) is mentioned as a preferable example.

Figure 0006643833
[式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 0006643833
[Wherein, R is the same as described above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t 'is an integer of 1 to 3, and 1 is an integer of 1 to 5 And s is an integer of 1 to 3. ]

式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
In the formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3- and 5-positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, particularly preferably a hydroxyl group bonded to the 3-position of the adamantyl group.

式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
In the formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
In the formula (a3-3), t ′ is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. It is preferable that a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded at the 5- or 6-position of the norbornyl group.

(A1)成分が含有する構成単位(a3)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中、構成単位(a3)の割合は、当該樹脂成分(A1)を構成する全構成単位の合計に対し、5〜50モル%であることが好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜25モル%がさらに好ましい。
構成単位(a3)の割合を下限値以上とすることにより、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (a3) contained in the component (A1) may be one type, or two or more types.
In the component (A1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, based on the total of all the structural units constituting the resin component (A1). Preferably, 5 to 25 mol% is more preferable.
When the proportion of the structural unit (a3) is equal to or higher than the lower limit, the effect of including the structural unit (a3) is sufficiently obtained. It will be easier.

(構成単位(a4))
構成単位(a4)は、酸非解離性環式基を含む構成単位である。(A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A1)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に有機溶剤現像の場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与すると考えられる。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により後述の(B)成分から酸が発生した際に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−7)の構造のものを例示することができる。
(Structural unit (a4))
The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group. When the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the formed resist pattern is improved. Further, the hydrophobicity of the component (A1) increases. The improvement in hydrophobicity is considered to contribute to the improvement of resolution, resist pattern shape, and the like, particularly in the case of organic solvent development.
The “acid-non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) is, when an acid is generated from the component (B) described below by exposure, without dissociation even when the acid acts, in the structural unit as it is. The remaining cyclic groups.
As the structural unit (a4), for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group is preferable. Examples of the cyclic group include those similar to those exemplified in the case of the structural unit (a1), such as an ArF excimer laser, a KrF excimer laser (preferably an ArF excimer laser), and the like. Many conventionally known ones can be used as the resin component of the resist composition.
In particular, at least one selected from a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a tetracyclododecyl group, an isobornyl group, and a norbornyl group is preferable in terms of industrial availability. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
Specific examples of the structural unit (a4) include those having the structures of the following general formulas (a4-1) to (a4-7).

Figure 0006643833
[式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。]
Figure 0006643833
[In the formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. ]

(A1)成分が含有する構成単位(a4)は1種であってもよく2種以上であってもよい。
構成単位(a4)を(A1)成分に含有させる際、構成単位(a4)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。
The structural unit (a4) contained in the component (A1) may be one type, or two or more types.
When the structural unit (a4) is contained in the component (A1), the proportion of the structural unit (a4) is preferably from 1 to 30 mol% based on the total of all the structural units constituting the component (A1), More preferably, it is 10 to 20 mol%.

(A1)成分は、(a1)及び(a2)を有する共重合体であることが好ましい。   The component (A1) is preferably a copolymer having (a1) and (a2).

(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチルのようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等により重合させることによって得ることができる。
また、(A1)成分には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
The component (A1) is obtained by polymerizing a monomer for deriving each structural unit by known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. be able to.
Further, the component (A1), during the polymerization, by using a combination of chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3) 2 -OH, end May be introduced with a —C (CF 3 ) 2 —OH group. As described above, a copolymer in which a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom is introduced can reduce development defects and LER (line edge roughness: unevenness of line side walls). It is effective in reducing the amount of slag.

本発明において、(A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜50000が好ましく、1500〜30000がより好ましく、2000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。   In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) is not particularly limited, but is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 1500 to 30,000, and 2,000 ~ 20,000 is most preferred. When it is less than the upper limit of this range, there is sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is more than the lower limit of this range, dry etching resistance and cross-sectional shape of the resist pattern are good.

(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
基材成分(A)中の(A1)成分の割合は、基材成分(A)の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%がより好ましく、75質量%がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、リソグラフィー特性がより向上する。
As the component (A1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The proportion of the component (A1) in the base material component (A) is preferably at least 25% by mass, more preferably 50% by mass, still more preferably 75% by mass, based on the total mass of the base material component (A). % By mass. When the proportion is 25% by mass or more, the lithography characteristics are further improved.

本発明において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明において、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the present invention, as the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present invention, the content of the component (A) may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.

<酸発生剤成分;(B)成分>
本発明においてレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)を含有していてもよい。(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。なかでも、オニウム塩系酸発生剤を用いるのが好ましい。
<Acid generator component; (B) component>
In the present invention, the resist composition may contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter, referred to as a component (B)). The component (B) is not particularly limited, and those which have been proposed as an acid generator for a chemically amplified resist can be used.
Examples of such an acid generator include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators, diazomethane-based compounds such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly (bissulfonyl) diazomethanes. There may be mentioned various types such as an acid generator, a nitrobenzylsulfonate-based acid generator, an iminosulfonate-based acid generator and a disulfone-based acid generator. Among them, it is preferable to use an onium salt-based acid generator.

オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b−1)で表される化合物(以下「(b−1)成分」ともいう)、一般式(b−2)で表される化合物(以下「(b−2)成分」ともいう)、又は一般式(b−3)で表される化合物(以下「(b−3)成分」ともいう)を用いることができる。   Examples of the onium salt-based acid generator include a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter, also referred to as “component (b-1) component”) and a general formula (b-2) A compound (hereinafter also referred to as “component (b-2)”) or a compound represented by the general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “component (b-3)”) can be used.

Figure 0006643833
[式中、R101、R104〜R108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。R106〜R107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。R102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Y101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。V101〜V103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。L101〜L102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。L103〜L105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。M’m+はm価の有機カチオンである。]
Figure 0006643833
[Wherein, R 101 and R 104 to R 108 each independently have a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a group which has a substituent. A chain alkenyl group which may be substituted. R 104 and R 105 may be mutually bonded to form a ring. Any two of R 106 to R 107 may be mutually bonded to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. L 101 to L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom. L 103 to L 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —. M ′ m + is an m-valent organic cation. ]

{アニオン部}
・(b−1)成分のアニオン部
式(b−1)中、R101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
<< anion part >>
-Anion part of component (b-1) In the formula (b-1), R 101 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, Or a linear alkenyl group which may have a substituent.

(R101における置換基を有していてもよい環式基)
前記環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
101における芳香族炭化水素基は、前記式(a1−1)のVaにおける2価の芳香族炭化水素基で挙げた芳香族炭化水素環、または2以上の芳香環を含む芳香族化合物から水素原子を1つ除いたアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
101における環状の脂肪族炭化水素基は、前記式(a1−1)のVaにおける2価の脂肪族炭化水素基で挙げたモノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基が挙げられ、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。
また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよく、具体的には上記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基、その他以下(r−hr−1)〜(r−hr−16)に挙げる複素環式基が挙げられる。
(Cyclic group which may have a substituent in R 101 )
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group for R 101 is selected from the aromatic hydrocarbon rings listed for the divalent aromatic hydrocarbon group for Va 1 in the formula (a1-1) or an aromatic compound containing two or more aromatic rings. An aryl group from which one hydrogen atom has been removed is mentioned, and a phenyl group and a naphthyl group are preferred.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is a group obtained by removing one hydrogen atom from the monocycloalkane or polycycloalkane listed as the divalent aliphatic hydrocarbon group for Va 1 in the formula (a1-1). And an adamantyl group and a norbornyl group are preferred.
Further, the cyclic hydrocarbon group for R 101 may contain a hetero atom such as a heterocyclic ring, and specifically, each of the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) represents Lactone-containing cyclic groups represented by the formulas, -SO 2 -containing cyclic groups represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), and the following (r-hr-1) to Heterocyclic groups described in (r-hr-16) can be mentioned.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

101の環状の炭化水素基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
Examples of the substituent in the cyclic hydrocarbon group for R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, and a nitro group.
As the alkyl group as a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group are most preferable.
As the alkoxy group as a substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group are more preferable. And ethoxy groups are most preferred.
Examples of the halogen atom as a substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as a substituent include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, a part or all of hydrogen atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group. Examples include a group substituted with a halogen atom.

(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基)
101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
(Chain alkyl group which may have a substituent in R 101 )
The chain alkyl group for R 101 may be linear or branched.
The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, isotridecyl, tetradecyl Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henycosyl group, docosyl group and the like.
The branched alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, Examples thereof include a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group, and a 4-methylpentyl group.

(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基)
101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜5がより好ましく、2〜4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、特にプロペニル基が好ましい。
(A chain alkenyl group which may have a substituent in R 101 )
The chain alkenyl group for R 101 may be linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and still more preferably 3 Is particularly preferred. Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group. Examples of the branched alkenyl group include a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
As the chain alkenyl group, among the above, a propenyl group is particularly preferable.

101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group in R 101 described above. No.

なかでも、R101は、置換基を有していてもよい環式基が好ましく、置換基を有していてもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基、前記式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、上記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基などが好ましい。 Among them, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and lactones represented by the above formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) Preferred are a cyclic group containing, a —SO 2 —-containing cyclic group represented by each of the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), and the like.

式(b−1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、たとえば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば、酸素原子(エーテル結合:−O−)、エステル結合(−C(=O)−O−)、オキシカルボニル基(−O−C(=O)−)、アミド結合(−C(=O)−NH−)、カルボニル基(−C(=O)−)、カーボネート結合(−O−C(=O)−O−)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。当該組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO−)が連結されていてもよい。当該組み合わせとしては、たとえば下記式(y−al−1)〜(y−al−7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
In the formula (b-1), Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Examples of the atom other than the oxygen atom include a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: -O-), an ester bond (-C (= O) -O-), and an oxycarbonyl group (-OC (= O- )-), Non-hydrocarbons such as an amide bond (-C (= O) -NH-), a carbonyl group (-C (= O)-), and a carbonate bond (-OC (= O) -O-). System oxygen atom-containing linking group; a combination of the non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group with an alkylene group. A sulfonyl group (—SO 2 —) may be further connected to the combination. Examples of the combination include linking groups represented by the following formulas (y-al-1) to (y-al-7).

Figure 0006643833
[式中、V’101は単結合または炭素数1〜5のアルキレン基であり、V’102は炭素数1〜30の2価の飽和炭化水素基である。]
Figure 0006643833
[Wherein, V ' 101 is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and V' 102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. ]

V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜30のアルキレン基であることが好ましい。 The divalent saturated hydrocarbon group for V ′ 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms.

V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[−CH−];−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CHCH−];−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CHCHCH−];−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CHCHCHCH−];−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CHCHCHCHCH−]等が挙げられる。
また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素数5〜10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1−r−1)中のRa’の環状の脂肪族炭化水素基から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5−アダマンチレン基または2,6−アダマンチレン基がより好ましい。
The alkylene group in V ′ 101 and V ′ 102 may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, and is preferably a linear alkylene group.
As the alkylene group for V '101 and V' 102, specifically, a methylene group [-CH 2 -]; - CH (CH 3) -, - CH (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) 2 -, - C (CH 3 ) (CH 2 CH 3) -, - C (CH 3) (CH 2 CH 2 CH 3) -, - C (CH 2 CH 3) 2 - ; alkylethylene groups such as ethylene group [-CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 -, - CH (CH 3) CH (CH 3) -, - C (CH 3) 2 CH 2 -, - CH (CH 2 CH 3 ) Alkyl ethylene group such as CH 2- ; trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2- ]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 - and the like alkyl trimethylene group; tetramethylene [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 CH 2 - alkyl tetramethylene group and the like; pentamethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -] , and the like.
Further, some methylene groups in the alkylene group in V ′ 101 or V ′ 102 may be substituted with a divalent aliphatic cyclic group having 5 to 10 carbon atoms. The aliphatic cyclic group is preferably a divalent group in which one more hydrogen atom has been removed from the cyclic aliphatic hydrocarbon group of Ra ′ 3 in the formula (a1-r-1), and a cyclohexylene group , 1,5-adamantylene groups or 2,6-adamantylene groups are more preferred.

101としては、エステル結合またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記式(y−al−1)〜(y−al−5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。 Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond, and is preferably a linking group represented by any of the above formulas (y-al-1) to (y-al-5).

式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In the formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group for V 101 have been substituted with fluorine atoms. Among them, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

式(b−1)中、R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 In the formula (b-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(b−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、
101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。
Specific examples of the anion portion of the component (b-1) include, for example,
When Y 101 is a single bond, a fluorinated alkylsulfonate anion such as a trifluoromethanesulfonate anion and a perfluorobutanesulfonate anion can be mentioned; when Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, Anions represented by any of -1) to (an-3).

Figure 0006643833
[式中、R”101は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記式(r−hr−1)〜(r−hr−6)でそれぞれ表される基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基であり;R”102は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基であり;R”103は、置換基を有していてもよい芳香族環式基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり;V”101は、フッ素化アルキレン基であり;L”101は、−C(=O)−又は−SO−であり;v”はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、q”はそれぞれ独立に1〜20の整数であり、n”は0または1である。]
Figure 0006643833
[Wherein, R ″ 101 represents an aliphatic cyclic group which may have a substituent, a group represented by any of the above formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), or a substituted group. R ″ 102 is an aliphatic cyclic group optionally having a substituent, and is an aliphatic cyclic group optionally having a substituent; lactone-containing cyclic group represented respectively by -7), or the formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) with -SO 2 respectively represented - be-containing cyclic group; R And 103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. There; V "101 is an fluorinated alkylene group; L" 101 is, -C (= O) - or -SO 2 - a and; v "0 to 3 are each independently Is an integer, q "are each independently an integer of 1 to 20, n" is 0 or 1. ]

R”101、R”102およびR”103の置換基を有していてもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent for R ″ 101 , R ″ 102 and R ″ 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 . Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 .

R”103における置換基を有していてもよい芳香族環式基は、前記R101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aromatic cyclic group which may have a substituent in R ″ 103 is preferably the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101. As the substituent, , those similar to the substituent which may be substituted with aromatic hydrocarbon group for R 101.

R”101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基は、前記R101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。R”103における置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前記R101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。V”101は、好ましくは炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基であり、特に好ましくは、−CF−、−CFCF−、−CHFCF−、−CF(CF)CF−、−CH(CF)CF−である。 The chain alkyl group which may have a substituent in R " 101 is preferably the group exemplified as the chain alkyl group in R 101. The group having a substituent in R" 103 The preferable chain alkenyl group is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group for R 101 . V ″ 101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably —CF 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CHFCF 2 —, or —CF (CF 3 ) CF 2 —. , -CH (CF 3) CF 2 - it is.

・(b−2)成分のアニオン部
式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
104、R105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b−2)中、L101〜L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-Anion part of component (b-2) In formula (b-2), R 104 and R 105 each independently represent a cyclic group which may have a substituent, or a group which may have a substituent. It is a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same ones as R 101 in formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be mutually bonded to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably a linear alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. Is more preferable.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The number of carbon atoms in the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible within the range of the number of carbon atoms because the solubility in a resist solvent is good. Further, in the chain alkyl group of R 104 and R 105 , as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and the intensity of high-energy light or an electron beam of 200 nm or less increases. This is preferred because transparency is improved. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In Formula (b-2), V 102 and V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and are the same as V 101 in Formula (b-1), respectively. No.
In the formula (b-2), L 101 to L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom.

・(b−3)成分のアニオン部
式(b−3)中、R106〜R108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
-Anion part of component (b-3) In formula (b-3), R 106 to R 108 each independently represent a cyclic group which may have a substituent, or a group which may have a substituent. It is a good chain alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same ones as R 101 in formula (b-1).
L 103 to L 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —.

{カチオン部}
式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、M’m+は、m価の有機カチオンであり、なかでもスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましく、下記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンが特に好ましい。
{Cation section}
In the formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M ′ m + is an organic cation having a valence of m, preferably a sulfonium cation or an iodonium cation, and is represented by the following general formula: Cations represented by (ca-1) to (ca-4) are particularly preferred.

Figure 0006643833
[式中、R201〜R207、およびR211〜R212は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基またはアルケニル基を表し、R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208〜R209はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R210は置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基、アルケニル基、又は−SO−含有環式基であり、L201は−C(=O)−または−C(=O)−O−を表し、Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表し、xは1または2であり、W201は(x+1)価の連結基を表す。]
Figure 0006643833
[Wherein, R 201 to R 207 and R 211 to R 212 each independently represent an aryl group, an alkyl group or an alkenyl group which may have a substituent, and R 201 to R 203 and R 206 to R 207 and R 211 to R 212 may be mutually bonded to form a ring together with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 210 is an optionally substituted aryl group, an alkyl group, an alkenyl group, or -SO 2 - containing A cyclic group, L 201 represents —C (= O) — or —C (= O) —O—, Y 201 each independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group; 1 or 2, and W 201 represents a (x + 1) -valent linking group. ]

201〜R207、およびR211〜R212におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
201〜R207、およびR211〜R212におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、アリールチオ基、下記式(ca−r−1)〜(ca−r−7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
置換基としてのアリールチオ基におけるアリール基としては、R101で挙げたものと同様であり、具体的にフェニルチオ基又はビフェニルチオ基が挙げられる。
Examples of the aryl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is a chain or cyclic alkyl group, and preferably has 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the substituent that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include, for example, an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and an arylthio group. And groups represented by the following formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).
The aryl group in the arylthio group as the substituent is the same as that described for R 101 , and specifically includes a phenylthio group and a biphenylthio group.

Figure 0006643833
[式中、R’201はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、鎖状のアルキル基、または鎖状のアルケニル基である。]
Figure 0006643833
[Wherein, R ′ 201 is independently a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. ]

R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、上記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として上記式(a1−r−2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。 The cyclic group which may have a substituent, the chain-like alkyl group which may have a substituent, or the chain-like alkenyl group which may have a substituent of R ′ 201 are as defined above. In addition to the same ones as R 101 in the formula (b-1), the above formula (C) may be a cyclic group which may have a substituent or a chain-like alkyl group which may have a substituent. The same as the acid dissociable group represented by a1-r-2) can also be used.

201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、−SO−、−SO−、−SO−、−COO−、−CONH−または−N(R)−(該Rは炭素数1〜5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、チアントレン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H−チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。 When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 are mutually bonded to form a ring together with the sulfur atom in the formula, a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom; carbonyl group, -SO -, - SO 2 - , - SO 3 -, - COO -, - CONH- , or -N (R N) - (. the R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), etc. May be bonded via a functional group of As the ring formed, one ring containing a sulfur atom in the ring skeleton in the formula is preferably a 3- to 10-membered ring including a sulfur atom, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring. preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a thiantrene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxatiin ring, and a tetrahydro ring. A thiophenium ring, a tetrahydrothiopyranium ring and the like.

208〜R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、
水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合相互に結合し
て環を形成してもよい。
R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
A hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. When the alkyl group is formed, the alkyl group may be mutually bonded to form a ring.

210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO−含有環式基である。
210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
210における、置換基を有していてもよい−SO−含有環式基としては、上記一般式(a2−1)中のRa21の「−SO−含有環式基」と同様のものが挙げられ、上記一般式(a5−r−1)で表される基が好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a substituent. —SO 2 —-containing cyclic group.
Examples of the aryl group for R 210 include an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The alkyl group for R 210 is a chain or cyclic alkyl group, and preferably has 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
As the —SO 2 —-containing cyclic group which may have a substituent in R 210 , the same as the “—SO 2 —containing cyclic group” of Ra 21 in the above general formula (a2-1) is the same. And a group represented by the above general formula (a5-r-1) is preferable.

201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
201におけるアリーレン基は、上記式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上記一般式(a1−1)中のVaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Y 201 each independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
As the arylene group for Y 201, a group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1) can be mentioned.
Examples of the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include the same as the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for Va 1 in the general formula (a1-1).

前記式(ca−4)中、xは、1または2である。
201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、前記一般式(a2−1)におけるYa21と同様の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x + 1) -valent, that is, a divalent or trivalent linking group.
As the divalent linking group for W 201, a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and examples thereof include the same hydrocarbon groups as Ya 21 in the general formula (a2-1). The divalent linking group in W 201 may be linear, branched, or cyclic, and is preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group is preferable. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferred.
Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like. No. As the trivalent linking group for W 201 , a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.

式(ca−1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-1) include cations represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-63).

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
[式中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1〜5の整数であり、g2は0〜20の整数であり、g3は0〜20の整数である。]
Figure 0006643833
[In the formula, g1, g2, and g3 indicate the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, g2 is an integer of 0 to 20, and g3 is an integer of 0 to 20. ]

Figure 0006643833
[式中、R”201は水素原子又は置換基であって、置換基としては前記R201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
Figure 0006643833
[In the formula, R ″ 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituents are the same as those described as the substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have. is there.]

前記式(ca−3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−3−1)〜(ca−3−6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).

Figure 0006643833
Figure 0006643833

前記式(ca−4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca−4−1)〜(ca−4−2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。   Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).

Figure 0006643833
Figure 0006643833

(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においてレジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜60質量部が好ましく、1〜50質量部がより好ましく、1〜40質量部がさらに好ましい。(B)成分の含有量を上記範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), one of the above-described acid generators may be used alone, or two or more may be used in combination.
In the present invention, when the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) is preferably 0.5 to 60 parts by mass, and more preferably 1 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the component (A). Is more preferable, and 1 to 40 parts by mass is further preferable. By setting the content of the component (B) within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Further, when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained and storage stability is improved, which is preferable.

<塩基性化合物成分;(D)成分>
本発明においてレジスト組成物は、(A)成分に加えて、または(A)成分および(B)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」ともいう。)を含有してもよい。
(D)成分は、前記(B)成分等から露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
本発明における(D)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)であってもよく、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)であってもよい。
<Basic compound component; (D) component>
In the present invention, the resist composition further includes an acid diffusion controller component (hereinafter, also referred to as a “component (D)”) in addition to the component (A) or the components (A) and (B). May be contained.
The component (D) functions as a quencher (acid diffusion controller) for trapping an acid generated by exposure from the component (B) or the like.
The component (D) in the present invention may be a photo-disintegrable base (D1) (hereinafter, referred to as “component (D1)”) which decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability. It may be a nitrogen-containing organic compound (D2) not applicable (hereinafter, referred to as “component (D2)”).

[(D1)成分]
(D1)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、露光部と非露光部のコントラストを向上させることができる。
(D1)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d1−1)で表される化合物(以下「(d1−1)成分」という。)、下記一般式(d1−2)で表される化合物(以下「(d1−2)成分」という。)及び下記一般式(d1−3)で表される化合物(以下「(d1−3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(d1−1)〜(d1−3)成分は、露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、未露光部においてクエンチャーとして作用する。
[(D1) component]
By forming the resist composition containing the component (D1), the contrast between the exposed part and the non-exposed part can be improved when forming a resist pattern.
The component (D1) is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure and loses the acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter referred to as “(d1-1) component”). ), A compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter, referred to as “(d1-2) component”) and a compound represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter, “(d1- One or more compounds selected from the group consisting of 3) components) are preferred.
The components (d1-1) to (d1-3) decompose in the exposed portion and lose the acid diffusion controllability (basicity), and thus do not act as a quencher in the unexposed portion.

Figure 0006643833
[式中、Rd〜Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。ただし、式(d1−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合、または2価の連結基である。Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
Figure 0006643833
[Wherein, Rd 1 to Rd 4 are a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a chain which may have a substituent. Alkenyl group. However, in Rd 2 in the formula (d1-2), the carbon atom adjacent to the S atom and which has no fluorine atom bonded thereto. Yd 1 is a single bond or a divalent linking group. M m + is each independently an m-valent organic cation. ]

{(d1−1)成分}
・アニオン部
式(d1−1)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状の炭化水素基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては水酸基、フッ素原子又はフッ素化アルキル基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としてはフェニル基もしくはナフチル基がより好ましい。
前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
前記鎖状の炭化水素基としては、鎖状のアルキル基が好ましい。鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜10であることが好ましく、具体的には、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、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基;が挙げられる。
{(D1-1) component}
-Anion part In the formula (d1-1), Rd 1 has a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a group which has a substituent. And a similar chain alkenyl group, and examples thereof are the same as those for R 101 .
Among them, Rd 1 may have an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or may have a substituent. A chain hydrocarbon group is preferred. As a substituent which these groups may have, a hydroxyl group, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group is preferable.
The aromatic hydrocarbon group is more preferably a phenyl group or a naphthyl group.
The aliphatic cyclic group is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
As the chain hydrocarbon group, a chain alkyl group is preferable. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, specifically, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl Linear alkyl groups such as a group and a decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group , 2-ethylbutyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl and the like.

前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rdとしては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが好ましい。
When the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the fluorinated alkyl group preferably has 1 to 11 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, The fluorinated alkyl group, which is more preferably 4 to 4, may contain an atom other than a fluorine atom. Examples of the atom other than the fluorine atom include an oxygen atom, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and It is preferably a fluorinated alkyl group (a linear perfluoroalkyl group) in which all are substituted with fluorine atoms.

以下に(d1−1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。   Preferred specific examples of the anion part of the component (d1-1) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

・カチオン部
式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
m+の有機カチオンとしては、特に限定されず、例えば、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが挙げられ、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが好ましい。
(d1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-Cation part In formula (d1-1), M m + is an organic cation having a valence of m.
The organic cation of M m + is not particularly limited, and examples thereof include the same cations as those represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4). Cations represented by 1) to (ca-1-63) are preferred.
As the component (d1-1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−2)成分}
・アニオン部
式(d1−2)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分のクエンチング能が向上する。
Rdとしては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rdの炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1−1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D1-2) component}
· During anion formula (d1-2), Rd 2 is has an optionally substituted cyclic group which may have a substituent chain alkyl group or a substituted group, A chain alkenyl group which may be the same as those described for R 101 .
However, a fluorine atom is not bonded to a carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 (not substituted with fluorine). Thereby, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability of the component (D) is improved.
Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like. (May have a substituent); more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from camphor or the like.
The hydrocarbon group for Rd 2 may have a substituent, and the substituent may be a hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group) for Rd 1 in the formula (d1-1). And the same as the substituents which may be possessed.

以下に(d1−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。   Preferred specific examples of the anion part of the component (d1-2) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

・カチオン部
式(d1−2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Cation moiety In the formula (d1-2), M m + is an organic cation having a valence of m, and is the same as M m + in the formula (d1-1).
As the component (d1-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

{(d1−3)成分}
・アニオン部
式(d1−3)中、Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
{(D1-3) component}
During Anion formula (d1-3), Rd 3 is have an optionally substituted cyclic group which may have a substituent chain alkyl group or a substituted group, A alkenyl group which may be the same as R 101, and is preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among them, a fluorinated alkyl group is preferable, and the same as the fluorinated alkyl group for Rd 1 is more preferable.

式(d1−3)中、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
中でも、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
Rdにおけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
Rdにおけるアルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
In the formula (d1-3), Rd 4 may have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group, and examples thereof are the same as those of R 101 .
Among them, an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, and a cyclic group which may have a substituent are preferable.
The alkyl group for Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group. Tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. A part of the hydrogen atoms of the alkyl group for Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group, or the like.
The alkoxy group for Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, and an n- Butoxy group and tert-butoxy group. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferred.

Rdにおけるアルケニル基は、上記R101と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有していても良い。 The alkenyl group for Rd 4 is the same as the above-described R 101, and is preferably a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a 1-methylpropenyl group, or a 2-methylpropenyl group. These groups may further have, as a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

Rdにおける環式基は、上記R101と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rdが芳香族基である場合、EUV等を露光光源とするリソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。 Examples of the cyclic group for Rd 4 include the same groups as those described above for R 101 , except for removing one or more hydrogen atoms from cycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. Preferred are alicyclic groups and aromatic groups such as a phenyl group and a naphthyl group. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in an organic solvent, so that lithography characteristics are improved. Further, when Rd 4 is an aromatic group, the resist composition has excellent light absorption efficiency and excellent sensitivity and lithography characteristics in lithography using EUV or the like as an exposure light source.

式(d1−3)中、Ydは、単結合、または2価の連結基である。
Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、前記式(a2−1)におけるYa21の2価の連結基の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
Wherein (d1-3), Yd 1 represents a single bond or a divalent linking group.
The divalent linking group for Yd 1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group or aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent, or a group containing a hetero atom. And a valent linking group. These are the same as those described in the description of the divalent linking group of Ya 21 in the formula (a2-1).
Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, and further preferably a methylene group or an ethylene group.

以下に(d1−3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。   Preferred specific examples of the anion part of the component (d1-3) are shown below.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

Figure 0006643833
Figure 0006643833

・カチオン部
式(d1−3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1−1)中のMm+と同様である。
(d1−3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Cation moiety In formula (d1-3), M m + is an organic cation having a valence of m, and is the same as M m + in formula (d1-1).
As the component (d1-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(D1)成分は、上記(d1−1)〜(d1−3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、0.5〜8質量部であることがより好ましく、1〜8質量部であることがさらに好ましい。
(D1)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。一方、上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D1), any one of the above components (d1-1) to (d1-3) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and more preferably 1 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). More preferably, it is parts by mass.
When the content of the component (D1) is at least the preferred lower limit, particularly good lithography characteristics and a resist pattern shape can be obtained. On the other hand, when the value is not more than the upper limit, the sensitivity can be maintained satisfactorily and the throughput is also excellent.

前記の(d1−1)成分、(d1−2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。   The method for producing the components (d1-1) and (d1-2) is not particularly limited, and the components can be produced by a known method.

(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10.0質量部であることが好ましく、0.5〜8.0質量部であることがより好ましく、1.0〜8.0質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。   The content of the component (D1) is preferably from 0.5 to 10.0 parts by mass, more preferably from 0.5 to 8.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). , 1.0 to 8.0 parts by mass. When it is at least the lower limit of the above range, particularly good lithography characteristics and resist pattern shape can be obtained. When it is at most the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput will be excellent.

((D2)成分)
(D)成分は、上記(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下、(D2)成分という。)を含有していてもよい。
(D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するものであり、且つ(D1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。
脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜12であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ−n−ペンチルアミン又はトリ−n−オクチルアミンが特に好ましい。
((D2) component)
The component (D) may contain a nitrogen-containing organic compound component that does not correspond to the component (D1) (hereinafter, referred to as a component (D2)).
The component (D2) is not particularly limited as long as it functions as an acid diffusion controller and does not fall under the component (D1), and any known one may be used. Of these, aliphatic amines, particularly secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines, are preferred.
An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include an amine (alkylamine or alkyl alcohol amine) or a cyclic amine in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or a hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
Specific examples of the alkylamine and the alkyl alcoholamine include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, Dialkylamines such as -n-heptylamine, di-n-octylamine and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine and tri-n-hexylamine Trialkylamines such as tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine and tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine; Li isopropanolamine, di -n- octanol amines, alkyl alcohol amines tri -n- octanol amine. Among them, trialkylamines having 5 to 10 carbon atoms are more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.

環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
Examples of the cyclic amine include a heterocyclic compound containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be a monocyclic compound (aliphatic monocyclic amine) or a polycyclic compound (aliphatic polycyclic amine).
Specific examples of the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
As the aliphatic polycyclic amine, one having 6 to 10 carbon atoms is preferable, and specifically, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene and 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and the like.

その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。   Other aliphatic amines include tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, and tris {2 -(1-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2- {2- (2-hydroxy) Ethoxy) ethoxy [ethyl] amine, triethanolamine triacetate and the like, with triethanolamine triacetate being preferred.

また、(D2)成分としては、芳香族アミンを用いてもよい。
芳香族アミンとしては、アニリン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、2,6−ジイソプロピルアニリン、N−tert−ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。
As the component (D2), an aromatic amine may be used.
Examples of the aromatic amine include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, diphenylamine, triphenylamine, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxy. Carbonylpyrrolidine and the like.

(D2)成分は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D2)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
The component (D2) may be used alone or in combination of two or more.
The component (D2) is generally used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the component (A). By setting the content within the above range, the resist pattern shape, the stability with time of the leaving, and the like are improved.

(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においてレジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜15質量部であることが好ましく、0.3〜12質量部であることがより好ましく、0.5〜12質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、レジスト組成物とした際、LWR等のリソグラフィー特性がより向上する。また、より良好なレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
In the present invention, when the resist composition contains the component (D), the component (D) is preferably 0.1 to 15 parts by mass, and more preferably 0.3 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). It is more preferably 12 parts by mass, and further preferably 0.5 to 12 parts by mass. When it is at least the lower limit of the above range, the lithography characteristics such as LWR will be more improved when the resist composition is used. Further, a better resist pattern shape can be obtained. When it is at most the upper limit of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput will be excellent.

<任意成分>
[(E)成分]
本発明において、レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
<Optional components>
[(E) component]
In the present invention, the resist composition contains, as an optional component, an organic carboxylic acid, and an oxo acid of phosphorus and a derivative thereof for the purpose of preventing deterioration in sensitivity, improving the resist pattern shape, and improving the stability over time. At least one compound (E) selected from the following group (hereinafter, referred to as component (E)) can be contained.
As the organic carboxylic acid, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like are suitable.
Examples of the oxo acid of phosphorus include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid, and among them, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include an ester obtained by replacing the hydrogen atom of the oxo acid with a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a carbon number of 6 to 6 carbon atoms. And 15 aryl groups.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphate esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
Examples of the phosphonic acid derivative include phosphonic acid esters such as dimethyl phosphonate, di-n-butyl phosphonate, phenylphosphonic acid, diphenyl phosphonate, and dibenzyl phosphonate.
Examples of the phosphinic acid derivative include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.
As the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (E) is generally used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the component (A).

[(F)成分]
本発明において、レジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を含有していてもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報、に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。前記重合体としては、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体、であることが好ましい。ここで、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートまたは前記式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。
[(F) component]
In the present invention, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as “component (F)”) in order to impart water repellency to the resist film.
As the component (F), for example, JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, JP-A-2011-128226, The fluorinated polymer compounds described can be used.
More specifically, the component (F) includes a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). As the polymer, a polymer (homopolymer) composed of only the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1): A copolymer with the structural unit (a1); a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Is preferable. Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate or the above-mentioned formula (a1) 2-2-01) is preferable.

Figure 0006643833
[式中、Rは前記同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは1〜5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
Figure 0006643833
[Wherein, R is the same as described above, and Rf 102 and Rf 103 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Rf 102 and Rf 103 may be the same or different. nf 1 is an integer of 1 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom. ]

式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、nfは1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In the formula (f1-1), R is the same as described above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), examples of the halogen atom for Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 are the same as the alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms for R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. As the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 , specifically, a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted with a halogen atom is mentioned. No. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, Rf 102 and Rf 103 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group.
In the formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

式(f1−1)中、Rf101はフッ素原子を含む有機基であって、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜5のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH−CF、−CH−CF−CF、−CH(CF、−CH−CH−CF、−CH−CH−CF−CF−CF−CFが最も好ましい。
In formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. , And particularly preferably 1 to 10 carbon atoms.
In the hydrocarbon group containing a fluorine atom, 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are preferably fluorinated, more preferably 50% or more are fluorinated, and 60% or more are fluorinated. Fluorination is particularly preferred because the hydrophobicity of the resist film at the time of immersion exposure increases.
Among these, as Rf 101, particularly preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a methyl group, -CH 2 -CF 3, -CH 2 -CF 2 -CF 3, -CH (CF 3) 2 , -CH 2 -CH 2 -CF 3, and most preferably -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3.

(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the component (F) (based on gel permeation chromatography in terms of polystyrene) is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 5,000 to 40,000, and most preferably from 10,000 to 30,000. When it is less than the upper limit of this range, there is sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is more than the lower limit of this range, dry etching resistance and cross-sectional shape of the resist pattern are good.
The dispersity (Mw / Mn) of the component (F) is preferably from 1.0 to 5.0, more preferably from 1.0 to 3.0, and most preferably from 1.2 to 2.5.

(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(F)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
As the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (F) is generally used in a proportion of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

本発明において、レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。   In the present invention, the resist composition may further contain an additive which is optionally miscible, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, and an antihalation agent. , Dyes and the like can be added and contained as appropriate.

[(S)成分]
本発明において、レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
たとえば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン(2−ヘプタノン)、メチルイソペンチルケトン、などのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
なかでも、PGMEA、PGME、γ−ブチロラクトン、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が1〜20質量%、好ましくは2〜15質量%の範囲内となるように用いられる。
[(S) component]
In the present invention, the resist composition can be produced by dissolving the materials in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as component (S)).
As the component (S), any component may be used as long as it can dissolve each component to be used to form a uniform solution, and any one of conventionally known solvents for chemically amplified resists may be used. Two or more types can be appropriately selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone (2-heptanone), and methyl isopentyl ketone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol Polyhydric alcohols such as propylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate; compounds having the polyhydric alcohol or the compound having the ester bond Monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, and monophenyl ether Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferable; cyclic ethers such as dioxane; , Methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; esters; anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl Ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetole, butyl phenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene And dimethyl sulfoxide (DMSO).
These organic solvents may be used alone or as a mixed solvent of two or more.
Among them, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, and EL are preferable.
Further, a mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is also preferable. The compounding ratio (mass ratio) may be appropriately determined in consideration of the compatibility between PGMEA and the polar solvent, and is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2. It is preferable to be within the range.
More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA: EL or cyclohexanone is preferably from 1: 9 to 9: 1, and more preferably from 2: 8 to 8: 2. . When PGME is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA: PGME is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 2: 8 to 8: 2, and still more preferably 3: 7 to 7 :. 3.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95: 5.
The use amount of the component (S) is not particularly limited, and is appropriately set at a concentration that can be applied to a substrate or the like according to the applied film thickness. Generally, the resist composition is used so that the solid content concentration thereof is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.

本発明のスプリットパターン形成方法では、工程Aにおいて第1のレジストパターンを形成し、工程B〜Dにより第1のレジストパターン表面の現像液に対する溶解性を変化させる。その後、工程Eにおいて有機溶剤現像を行い、第1のレジストパターンの有機溶剤可溶性領域を除去することにより、第1のレジストパターンがライン、スペース、ラインに分割(スプリット)された、スプリットパターンが形成される。
工程Eにおいて、第1のレジストパターンの有機溶剤可溶性領域を有機溶剤現像により除去する、つまり、図1(d)の2bで示される部分を除去するが、このとき、2bで示される部分が有機溶剤に対して十分な溶解性を有していると、工程Eの現像工程において、2bで示される部分が除去されやすく(換言すれば、抜けやすく)、数十nm程度(より具体的には20〜30nm)のライン寸法を良好に得ることができる。
従って、第1のレジストパターンを形成するレジスト組成物は、有機溶剤に対して高い溶解速度を有したものが好ましい。
In the method for forming a split pattern according to the present invention, a first resist pattern is formed in step A, and the solubility of the surface of the first resist pattern in a developing solution is changed in steps B to D. Thereafter, in step E, organic solvent development is performed to remove the organic solvent-soluble region of the first resist pattern, thereby forming a split pattern in which the first resist pattern is divided into lines, spaces, and lines (split). Is done.
In step E, the organic solvent-soluble region of the first resist pattern is removed by organic solvent development, that is, the portion indicated by 2b in FIG. 1D is removed. If the compound has sufficient solubility in a solvent, the portion indicated by 2b is easily removed (in other words, easily removed) in the developing step of step E, and is about several tens of nm (more specifically, (20 to 30 nm).
Therefore, the resist composition for forming the first resist pattern preferably has a high dissolution rate in an organic solvent.

溶解速度は、例えば酢酸ブチル等の有機溶剤に対する溶解速度(膜減り量/浸漬時間)の場合、溶解速度の最大値(Rmax、単位:nm/s)が、5nm/s以上であることが好ましく、10nm/s以上であることがより好ましい。また、溶解速度の最小値(Rmin、単位:nm/s)は、1nm/s以下であることが好ましく、0.5nm/s以下であることがより好ましい。 When the dissolution rate is, for example, the dissolution rate in an organic solvent such as butyl acetate (film loss / immersion time), the maximum value of the dissolution rate (R max , unit: nm / s) may be 5 nm / s or more. It is more preferably at least 10 nm / s. The minimum value of the dissolution rate ( Rmin , unit: nm / s) is preferably 1 nm / s or less, more preferably 0.5 nm / s or less.

[工程B]
工程Bでは、前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する。工程Bは、図1(b)に示すように、工程Aで形成した第1のレジストパターン2を被覆するように、第1の層3を形成する。
[Step B]
In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover the first resist pattern, thereby forming a first layer. In the step B, as shown in FIG. 1B, the first layer 3 is formed so as to cover the first resist pattern 2 formed in the step A.

〔酸又は熱酸発生剤を含む溶液〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、酸又は熱酸発生剤と、高分子化合物と、溶剤とからなることが好ましい。
〔酸(酸成分(T0))〕
本発明において、「酸」とは、それ自体が酸性を有し、プロトン供与体として作用するものである(以下、「酸成分(T0)」と記載することがある。)。このような(T0)成分としては、塩を形成していない非イオン性の酸が挙げられる。
(T0)成分としては、フッ素化アルキル基含有カルボン酸、高級脂肪酸、高級アルキルスルホン酸、高級アルキルアリールスルホン酸、カンファースルホン酸等の酸成分が挙げられる。
(Solution containing acid or thermal acid generator)
In the present invention, a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. The solution containing an acid or thermal acid generator preferably comprises an acid or thermal acid generator, a polymer compound, and a solvent.
[Acid (acid component (T0))]
In the present invention, the “acid” itself has acidity and acts as a proton donor (hereinafter, may be described as “acid component (T0)”). Examples of such a (T0) component include nonionic acids that do not form a salt.
Examples of the (T0) component include fluorinated alkyl group-containing carboxylic acids, higher fatty acids, higher alkyl sulfonic acids, higher alkyl aryl sulfonic acids, and camphor sulfonic acid.

フッ素化アルキル基含有カルボン酸としては、たとえばC1021COOH等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、炭素数8〜20のアルキル基を有する高級脂肪酸が挙げられ、具体的には、ドデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
上記炭素数8〜20のアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれであってもよく、その鎖中にフェニレン基又は酸素原子等が介在していてもよいし、アルキル基中の水素原子の一部が水酸基やカルボキシ基で置換されていてもよい。
高級アルキルスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは9〜21、より好ましくは12〜18のアルキル基を有するスルホン酸が挙げられ、具体的には、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ステアリン酸スルホン酸等が挙げられる。
高級アルキルアリールスルホン酸としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸等が挙げられ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、デシルナフタレンスルホン酸が挙げられる。
Examples of the fluorinated alkyl group-containing carboxylic acid include C 10 F 21 COOH.
Examples of the higher fatty acid include higher fatty acids having an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, and specific examples include dodecanoic acid, tetradecanoic acid, and stearic acid.
The alkyl group having 8 to 20 carbon atoms may be linear or branched, and a phenylene group or an oxygen atom may be interposed in the chain. Some of the atoms may be substituted with a hydroxyl group or a carboxy group.
Examples of the higher alkyl sulfonic acid include sulfonic acids having an alkyl group having an average carbon number of preferably 9 to 21, more preferably 12 to 18, and specific examples thereof include decanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, and tetradecanesulfonic acid. Pentadecanesulfonic acid, stearic sulfonic acid and the like.
Examples of the higher alkylarylsulfonic acid include alkylbenzenesulfonic acid and alkylnaphthalenesulfonic acid having an alkyl group having an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specifically, dodecylbenzenesulfonic acid. Acid and decylnaphthalenesulfonic acid.

その他の酸成分としては、平均炭素数が好ましくは6〜18、より好ましくは9〜15のアルキル基を有するアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸が挙げられ、具体的には、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸等が挙げられる。   Other acid components include alkyl diphenyl ether disulfonic acids having an alkyl group having an average carbon number of preferably 6 to 18, more preferably 9 to 15, and specific examples include dodecyl diphenyl ether disulfonic acid.

〔熱酸発生剤(酸成分(T1))〕
熱酸発生剤(以下、「酸成分(T1)」と記載することがある。)は、加熱により酸を発生する成分である。加熱により酸を発生する熱酸発生剤成分としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤;オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類;ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤;イミノスルホネート系酸発生剤;ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。これらの酸発生剤成分は、光酸発生剤としても知られているが、熱酸発生剤としても機能する。したがって、本発明において使用可能な酸発生剤成分としては、従来、化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として公知のものの中から任意のものを利用することができる。
なかでも、酸成分(T1)としては、下記一般式(T1−1)〜(T1−3)のいずれかで表されるものが好ましい。
[Thermal acid generator (acid component (T1))]
The thermal acid generator (hereinafter sometimes referred to as “acid component (T1)”) is a component that generates an acid by heating. Examples of the thermal acid generator component that generates an acid upon heating include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts; oxime sulfonate-based acid generators; bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes; Various types are known, such as diazomethane-based acid generators such as sulfonyl) diazomethanes; nitrobenzylsulfonate-based acid generators; iminosulfonate-based acid generators; and disulfone-based acid generators. These acid generator components, also known as photoacid generators, also function as thermal acid generators. Accordingly, as the acid generator component that can be used in the present invention, any of those conventionally known as an acid generator for a chemically amplified resist composition can be used.
Among them, the acid component (T1) is preferably one represented by any of the following formulas (T1-1) to (T1-3).

Figure 0006643833
[式中、Rt101、Rt104〜Rt108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt106〜Rt107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Yt101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。Vt101〜Vt103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Lt101〜Lt102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。Lt103〜Lt105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状又は環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。]
Figure 0006643833
[Wherein, Rt 101 , Rt 104 to Rt 108 each independently have a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent. A chain alkenyl group which may be substituted. Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring. Any two of Rt 106 to Rt 107 may be mutually bonded to form a ring. Rt 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Yt 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. Vt 101 to Vt 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. Lt 101 to Lt 102 are each independently a single bond or an oxygen atom. Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —. Rt 301 to Rt 304 are each independently a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Rt 301 to Rt 303 may combine with each other to form a ring together with the nitrogen atom in the formula. ]

{アニオン部}
・(T1−1)成分のアニオン部
式(T1−1)中、Rt101は、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。
式(T1−1)中、Rt101についての説明は、上記式(b−1)中のR101についての説明と同様である。
<< anion part >>
-Anion part of component (T1-1) In formula (T1-1), Rt 101 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, Or a linear alkenyl group which may have a substituent.
In the formula (T1-1), the description of Rt 101 is the same as the description of R 101 in the above formula (b-1).

式(T1−1)中、Yt101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
式(T1−1)中の、Yt101についての説明は、上記式(b−1)中のY101についての説明と同様である。
In formula (T1-1), Yt 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
The description of Yt 101 in the formula (T1-1) is the same as the description of Y 101 in the above formula (b-1).

式(T1−1)中、Vt101は、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Vt101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素数1〜4であることが好ましい。Vt101におけるフッ素化アルキレン基としては、Vt101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、Vt101は、単結合、又は炭素数1〜4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。 In the formula (T1-1), Vt 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and the fluorinated alkylene group in Vt 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. As the fluorinated alkylene group for Vt 101, some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group have been substituted with fluorine atoms in the vt 101. Among them, Vt 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

式(T1−1)中、Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Rt102は、フッ素原子または炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。 Wherein (T1-1), Rt 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group of 1 to 5 carbon atoms. Rt 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(T1−1)成分のアニオン部の具体例としては、たとえば、Yt101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Yt101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、上記式(an−1)〜(an−3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。 Specific examples of the anion part of (T1-1) component, for example, if Yt 101 is a single bond, include fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion; Yt 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, an anion represented by any of the above formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.

・(T1−2)成分のアニオン部
式(T1−2)中、Rt104、Rt105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。ただし、Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
Rt104、Rt105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、Rt104、Rt105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(T1−2)中、Vt102、Vt103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(T1−1)中のVt101と同様のものが挙げられる。
式(T1−2)中、Lt101〜Lt102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-Anion part of component (T1-2) In formula (T1-2), Rt 104 and Rt 105 each independently may have a cyclic group which may have a substituent, or may have a substituent. A good chain alkyl group or a good chain alkenyl group which may have a substituent, each of which is the same as Rt 101 in formula (T1-1). However, Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring.
Rt 104 and Rt 105 are preferably a linear alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. Is more preferable.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The smaller the number of carbon atoms in the chain alkyl group of Rt 104 and Rt 105 is, the better the solubility in a resist solvent is, for example, within the above-mentioned number of carbon atoms. Further, in the chain alkyl group of Rt 104 and Rt 105 , as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, the strength of the acid increases, and the intensity of high-energy light or an electron beam of 200 nm or less increases. This is preferred because transparency is improved. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Perfluoroalkyl group.
In the formula (T1-2), Vt 102 and Vt 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, each of which is the same as Vt 101 in the formula (T1-1). No.
In formula (T1-2), Lt 101 to Lt 102 each independently represent a single bond or an oxygen atom.

・(T1−3)成分のアニオン部
式(T1−3)中、Rt106〜Rt108は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(T1−1)中のRt101と同様のものが挙げられる。
Lt103〜Lt105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO−である。
During · (T1-3) component of Anion formula (T1-3), Rt 106 ~Rt 108 are each independently optionally substituted cyclic group, which may have a substituent A good chain alkyl group or a good chain alkenyl group which may have a substituent, each of which is the same as Rt 101 in formula (T1-1).
Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —.

{カチオン部}
一般式(T1−1)〜(T1−3)のカチオン部において、Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状又は環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。形成される環としては、式中の窒素原子をその環骨格に含む1つの環が、窒素原子を含めて、3〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、たとえばピリジン環等が挙げられる。以下、一般式(T1−1)〜(T1−3)のカチオン部の好適な具体例を列挙する。
{Cation section}
In the cation moiety of the general formulas (T1-1) to (T1-3), Rt 301 to Rt 304 each independently represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated group having 1 to 12 carbon atoms. It is an alkyl group. Rt 301 to Rt 303 may combine with each other to form a ring together with the nitrogen atom in the formula. As the ring formed, one ring containing a nitrogen atom in the ring skeleton in the formula is preferably a 3- to 10-membered ring including a nitrogen atom, and particularly preferably a 5- to 7-membered ring. preferable. Specific examples of the ring formed include, for example, a pyridine ring. Hereinafter, preferred specific examples of the cation moiety of the general formulas (T1-1) to (T1-3) are listed.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

酸成分(T1)の好適なものとしては、上記一般式(T1−1)で表される化合物が好ましく、上記一般式(T1−1)で表される化合物のアニオン部としては、上記式(an−1)で表されるアニオン部が好ましい。   As a preferred acid component (T1), a compound represented by the above general formula (T1-1) is preferable, and as an anion part of the compound represented by the above general formula (T1-1), An anion moiety represented by an-1) is preferable.

酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した酸成分(T0)又は(T1)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、酸成分(T0)又は(T1)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましく、0.15〜3質量部がより好ましく、0.15〜1.5質量部がさらに好ましい。
In the solution containing an acid or a thermal acid generator, the above-mentioned acid component (T0) or (T1) may be used alone or in a combination of two or more.
In the present invention, the content of the acid component (T0) or (T1) in the solution containing the acid or the thermal acid generator is 0.1 to 5 parts by mass based on 100 parts by mass of the solution containing the acid or the thermal acid generator. Is preferably 0.15 to 3 parts by mass, more preferably 0.15 to 1.5 parts by mass.

〔高分子化合物(Tp)〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物について説明する。酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物を「高分子化合物(Tp)」と記載することがある。高分子化合物(Tp)は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液の塗布性を良好なものとし、後述する工程Eにおける有機溶剤現像において除去されうる、即ち有機溶媒に溶解する高分子化合物であれば特に限定されない。
本発明においては、高分子化合物(Tp)は、置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位を含むことが好ましい。置換基を有していてもよい炭化水素基を有する構成単位としては、例えば下記一般式(Tp)−1で表される構成単位が挙げられる。
[Polymer compound (Tp)]
In the present invention, a polymer compound that is preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator will be described. A polymer compound preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator may be referred to as a “polymer compound (Tp)”. The polymer compound (Tp) improves the coatability of a solution containing an acid or a thermal acid generator, and can be removed in the organic solvent development in step E described below, that is, a polymer compound soluble in an organic solvent. It is not particularly limited.
In the present invention, the polymer compound (Tp) preferably contains a structural unit having a hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the structural unit having a hydrocarbon group which may have a substituent include a structural unit represented by the following general formula (Tp) -1.

Figure 0006643833
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Rtpは置換基を有していてもよい炭化水素基である。ntpは0又は1である。また、ntpが0のとき、Rtpは水酸基であってもよい。]
Figure 0006643833
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Rtp is a hydrocarbon group which may have a substituent. n tp is 0 or 1. Also, when n tp is 0, Rtp may be a hydroxyl group. ]

一般式(Tp)−1中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、前記一般式(a1−1)中のRにおける説明と同様である、式(Tp)−1中、Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
一般式(Tp)−1中、Rtpは置換基を有していてもよい炭化水素基である。
In the general formula (Tp) -1, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Similarly, in the formula (Tp) -1, R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (Tp) -1, Rtp is a hydrocarbon group which may have a substituent.

Rtpにおける炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基等が挙げられる。
Rtpが環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも芳香族でもよく、また多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
As the hydrocarbon group for Rtp, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable; a linear or branched alkyl group is preferable. Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group, , 2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group and the like.
When Rtp is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic or aromatic, and may be polycyclic or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane is preferable. As the polycycloalkane, one having 7 to 12 carbon atoms is preferable. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

Rtpが芳香族炭化水素基となる場合、含まれる芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When Rtp is an aromatic hydrocarbon group, specific examples of the aromatic ring contained therein include: an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring. An aromatic heterocycle in which a part of the atoms is substituted with a hetero atom; Examples of the hetero atom in the aromatic heterocyclic ring include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one hydrogen atom in the aryl group has been substituted with an alkylene group (for example, Benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group); The carbon number of the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.

Rtpは置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)−、−S(=O)−O−が好ましい。
また、ntpが0のとき、Rtpは水酸基であってもよい。
Rtp may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and a carbonyl group.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
As the alkoxy group as the substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, and a tert-butoxy group are preferable. And ethoxy groups are most preferred.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the aforementioned alkyl group have been substituted with the aforementioned halogen atoms.
In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing a hetero atom, -O-, -C (= O) -O-, -S-, -S (= O) 2- , and -S (= O) 2- O- are preferable.
Also, when n tp is 0, Rtp may be a hydroxyl group.

一般式(Tp)−1で表される構成単位としては、置換基として極性基を有する極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−1)、ヒドロキシスチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−2)、スチレンから誘導される構成単位((Tp)−1−3)、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を含む構成単位((Tp)−1−4)、ビニルアルコールから誘導される構成単位((Tp)−1−5)、が好ましいものとして挙げられる。
本発明において、構成単位(Tp)−1−1としては、上述の極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)が好ましく、なかでも、前記一般式(a3−1)又は(a3−3)で表される構成単位が好ましい。
構成単位(Tp)−1−2としては、下記一般式(Tp)−1−2−1で表される構成単位が挙げられる。構成単位(Tp)−1−3としては、下記一般式(Tp)−1−3−1で表される構成単位が挙げられる。
The structural unit represented by the general formula (Tp) -1 is a structural unit ((Tp) -1-1) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group having a polar group as a substituent, and is derived from hydroxystyrene. Structural unit ((Tp) -1-2), a structural unit derived from styrene ((Tp) -1-3), a structural unit containing a linear or cyclic aliphatic hydrocarbon group ((Tp) -1) -4), and a structural unit ((Tp) -1-5) derived from vinyl alcohol.
In the present invention, as the structural unit (Tp) -1-1, the structural unit (a3) containing the above-described polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is preferable, and particularly, the general formula (a3-1) or (a3) is preferable. The structural unit represented by -3) is preferable.
Examples of the structural unit (Tp) -1-2 include a structural unit represented by the following general formula (Tp) -1-2-1. Examples of the structural unit (Tp) -1-3 include a structural unit represented by the following general formula (Tp) -1-3-1.

Figure 0006643833
(式中、Rstは水素原子またはメチル基を表し、m01は1〜3の整数を表す。)
Figure 0006643833
(In the formula, R st represents a hydrogen atom or a methyl group, and m 01 represents an integer of 1 to 3.)

Figure 0006643833
(式中、Rstは水素原子又はメチル基を表し、R01は炭素数1〜5のアルキル基を表し、m02は0または1〜3の整数を表す。)
Figure 0006643833
(In the formula, R st represents a hydrogen atom or a methyl group, R 01 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and m 02 represents 0 or an integer of 1 to 3.)

上記一般式(Tp)−1−2−1において、Rstは水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
01は、1〜3の整数である。これらのうち、m01は1であることが好ましい。
水酸基の位置は、o−位、m−位、p−位のいずれでもよいが、容易に入手可能で低価格であることから、mが1であり、かつp−位に水酸基を有するものが好ましい。m01が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
In the formula (Tp) -1-2-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
m 01 is an integer of 1 to 3. Of these, m 01 is preferably 1.
The position of the hydroxyl group may be any of the o-position, the m-position, and the p-position. However, since it is easily available and inexpensive, those having m = 1 and having a hydroxyl group at the p-position are preferred. preferable. When m 01 is 2 or 3, arbitrary substitution positions can be combined.

上記一般式(Tp)−1−3−1において、Rstは、水素原子又はメチル基であり、水素原子であることが好ましい。
上記R01は、炭素数1〜5の直鎖又は分岐状アルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられる。工業的にはメチル基又はエチル基が好ましい。
In the formula (Tp) -1-3-1, R st is a hydrogen atom or a methyl group, and is preferably a hydrogen atom.
R 01 is a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl. And a neopentyl group. Industrially, a methyl group or an ethyl group is preferred.

上記m02は、0または1〜3の整数である。これらのうち、m02は0または1であることが好ましく、特に工業上0であることが好ましい。
なお、m02が1である場合には、R01の置換位置はo−位、m−位、p−位のいずれでもよく、さらに、m02が2または3の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
The above m 02 is 0 or an integer of 1 to 3. Of these, m 02 is preferably 0 or 1, and particularly preferably 0 industrially.
When m 02 is 1, the substitution position of R 01 may be any of the o-position, m-position, and p-position. When m 02 is 2 or 3, any substitution position Positions can be combined.

構成単位(Tp)−1−4としては、前記一般式(a4−1)〜(a4−7)のいずれかで表される構成単位、又は下記一般式(Tp)−1−4−1で表される構成単位が挙げられる。   As the structural unit (Tp) -1-4, a structural unit represented by any one of the general formulas (a4-1) to (a4-7) or the following general formula (Tp) -1-4-1 The structural unit represented is mentioned.

Figure 0006643833
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Rtp04は、炭素数1〜10の直鎖状のアルキル基である。]
Figure 0006643833
In the formula, R represents a hydrogen atom, a halogenated alkyl group of 1 to 5 alkyl or C1-5 atoms, Rtp 04 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. ]

酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有することが好ましい高分子化合物(Tp)としては、上記(Tp)−1−2で表される構成単位と上記(Tp)−1−3で表される構成単位との組み合わせ、上記(Tp)−1−1で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、上記(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、ポリビニルアルコール、が好ましいものとして挙げられる。   The polymer compound (Tp) preferably contained in the solution containing an acid or a thermal acid generator is represented by the structural unit represented by (Tp) -1-2 and the structural unit represented by (Tp) -1-3. A combination containing two or more types of the structural unit represented by (Tp) -1-1, a combination containing two or more types of the structural unit represented by the above (Tp) -1-4, polyvinyl Alcohols are preferred.

酸又は熱酸発生剤を含む溶液は、上述した高分子化合物(Tp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、高分子化合物(Tp)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましく、0.3〜3質量部がさらに好ましい。
The solution containing an acid or a thermal acid generator may use the above-mentioned polymer compound (Tp) alone or in combination of two or more.
In the present invention, the content of the polymer compound (Tp) in the solution containing the acid or the thermal acid generator is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solution containing the acid or the thermal acid generator. 0.2-5 mass parts is more preferable, and 0.3-3 mass parts is still more preferable.

〔溶剤〕
本発明において、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有していることが好ましい溶剤(以下、「溶剤(B)」と記載することがある。)について説明する。工程Bにおいては、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を第1のレジストパターンを被覆するように塗布し、第1の層を形成する。このため、酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有する溶剤は、第1のレジストパターンを溶解しない溶剤であることが好ましい。
具体的には、水、エーテル系溶剤又は炭素数1〜10の直鎖状の1価のアルコールを採用することが好ましい。
エーテル系溶剤は、構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール、4−メチルペンタン−2−オール、2−メチルブタン−1−オール等が挙げられる。これらのなかでも、4−メチルペンタン−2−オール又は2−メチルブタン−1−オールがより好ましい。
〔solvent〕
In the present invention, a solvent preferably contained in a solution containing an acid or a thermal acid generator (hereinafter, sometimes referred to as “solvent (B)”) will be described. In step B, a solution containing an acid or a thermal acid generator is applied so as to cover the first resist pattern to form a first layer. Therefore, the solvent contained in the solution containing an acid or a thermal acid generator is preferably a solvent that does not dissolve the first resist pattern.
Specifically, it is preferable to employ water, an ether solvent or a linear monohydric alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
An ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in its structure. Examples thereof include diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane, diisopropyl ether, and tetrahydrofuran.
The alcohol solvent is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched, or cyclic. Specifically, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, 4-hexanol Methylpentan-2-ol, 2-methylbutan-1-ol and the like can be mentioned. Among these, 4-methylpentan-2-ol or 2-methylbutan-1-ol is more preferred.

溶剤(B)の使用量は特に限定されず、第1のレジストパターン上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には酸又は熱酸発生剤を含む溶液の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。   The amount of the solvent (B) used is not particularly limited, and is appropriately set at a concentration that can be applied on the first resist pattern according to the applied film thickness. Generally, the solution containing the acid or the thermal acid generator is used so that the solid content concentration thereof is in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.

第1の層の膜厚は、第1のレジストパターンが被覆されていれば特に限定されないが、例えば、第1のレジストパターンのパターン高さを1に対し、0.2〜2.0が好ましく、0.3〜1.8がより好ましく、0.5〜1.2が特に好ましい。   The thickness of the first layer is not particularly limited as long as the first resist pattern is covered. For example, the pattern height of the first resist pattern is preferably 0.2 to 2.0 with respect to 1. , 0.3 to 1.8, more preferably 0.5 to 1.2.

[工程C]
工程Cは、前記第1の層を被覆するように溶剤からなる溶液を塗布する工程である。
図1(c)に示すように、第1の層3を被覆するように、溶剤からなる溶液4を塗布する。
溶剤からなる溶液は、主に前記工程Bで形成した第1の層に含まれる酸の作用を制御する目的で塗布する。溶剤からなる溶液4は、第1の層3を被覆するように塗布するものであり、第1の層の上部と一部混合していてもよい。
[Step C]
Step C is a step of applying a solution comprising a solvent so as to cover the first layer.
As shown in FIG. 1C, a solution 4 composed of a solvent is applied so as to cover the first layer 3.
The solution composed of the solvent is applied mainly for the purpose of controlling the action of the acid contained in the first layer formed in the step B. The solution 4 composed of a solvent is applied so as to cover the first layer 3 and may be partially mixed with the upper part of the first layer.

溶剤(以下、「溶剤(C)」と記載することがある。)としては、酸の作用を制御できるものであれば特に限定されない。
溶剤(C)としては、上記溶剤(B)と同様の溶剤のほか、上記レジスト組成物中の(S)成分として列挙したもの、またはこれらの混合溶剤が採用できる。
なかでも溶剤(C)としては、第1の層を溶解しないものが好ましいため、低極性溶剤を採用することが好ましい。
低極性溶剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の炭素数4〜12の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶剤が挙げられる。
中でも、ジエチルエーテル、1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、又は1−(イソペンチルオキシ)−3−メチルブタンとPGMEAとの混合溶剤が好ましい。
The solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (C)”) is not particularly limited as long as the action of the acid can be controlled.
As the solvent (C), in addition to the solvents similar to the solvent (B), those listed as the component (S) in the resist composition, or a mixed solvent thereof can be used.
Of these, a solvent that does not dissolve the first layer is preferable as the solvent (C), and thus a low-polarity solvent is preferably used.
Examples of the low-polarity solvent include an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 12 carbon atoms such as butane, pentane, hexane, and octane; an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene; and an alicyclic hydrocarbon solvent such as cyclohexane. Is mentioned.
Among them, diethyl ether, 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, or a mixed solvent of 1- (isopentyloxy) -3-methylbutane and PGMEA is preferable.

本発明において、溶剤からなる溶液は、酸拡散制御剤を含有していることが好ましい。
酸拡散制御剤としては、第1の層中の酸成分の酸をトラップするクエンチャーとして作用するものであれば特に限定されない。本発明においては、上記レジスト組成物中の(D2)成分として記載した含窒素有機化合物成分を採用することが好ましい。
また、イオン性の含窒素有機化合物成分としてもよく、下記一般式(Cd)で表されるカチオン部と、上記一般式(d1−1)で表されるアニオン部と、からなる化合物が好ましい。
In the present invention, the solvent solution preferably contains an acid diffusion controller.
The acid diffusion controller is not particularly limited as long as it acts as a quencher for trapping the acid of the acid component in the first layer. In the present invention, it is preferable to employ the nitrogen-containing organic compound component described as the component (D2) in the resist composition.
Further, it may be an ionic nitrogen-containing organic compound component, and is preferably a compound comprising a cation part represented by the following general formula (Cd) and an anion part represented by the above general formula (d1-1).

Figure 0006643833
[Rdc1〜Rdc3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基である。]
Figure 0006643833
[Rd c1 ~ Rd c3 are each independently an alkyl group which may have a substituent. ]

式(Cd)中、Rdc1〜Rdc3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアルキル基である。Rdc1〜Rdc3としては、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基であることが好ましい。 In the formula (Cd), Rd c1 to Rdc 3 are each independently an alkyl group which may have a substituent. The Rd c1 ~ Rd c3, each independently, is preferably a linear alkyl group of 1 to 5 carbon atoms.

溶剤からなる溶液は、上述した酸拡散制御剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において溶剤からなる溶液中、酸拡散制御剤の含有量は、溶剤からなる溶液100質量部に対して0.05〜5質量部が好ましく、0.05〜2.5質量部がより好ましく、0.1〜1質量部がさらに好ましい。
In the solution composed of the solvent, one of the above-described acid diffusion controllers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
In the present invention, the content of the acid diffusion controller in the solvent solution is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 2.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solvent solution. , 0.1 to 1 part by mass is more preferred.

〔高分子化合物(Cp)〕
溶剤からなる溶液が含有する好適な高分子化合物(Cp)は、上記高分子化合物(Tp)と同様のものが挙げられる。
高分子化合物(Cp)としては、上記(Tp)−1−2で表される構成単位と上記(Tp)−1−3で表される構成単位との組み合わせ、上記(Tp)−1−4で表される構成単位を2種以上含む組み合わせ、上記(Tp)−1−1で表される構成単位と、上記(Tp)−1−4で表される構成単位との組み合わせ、ポリビニルアルコール、が好ましいものとして挙げられる。
[Polymer compound (Cp)]
Suitable polymer compounds (Cp) contained in the solvent solution include the same as the above-mentioned polymer compounds (Tp).
As the polymer compound (Cp), a combination of the structural unit represented by (Tp) -1-2 and the structural unit represented by (Tp) -1-3, and the above-described (Tp) -1-4 A combination of two or more structural units represented by the following formulas, a combination of the structural unit represented by the above (Tp) -1-1 and the structural unit represented by the above (Tp) -1-4, polyvinyl alcohol, Are preferred.

溶剤からなる溶液は、上述した高分子化合物(Cp)を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において酸又は熱酸発生剤を含む溶液中、高分子化合物(Cp)の含有量は、酸又は熱酸発生剤を含む溶液100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく0.5〜5質量部がより好ましく、0.6〜2質量部がさらに好ましい。
In the solution composed of the solvent, the above-described polymer compound (Cp) may be used alone or in a combination of two or more.
In the present invention, the content of the polymer compound (Cp) in the solution containing the acid or the thermal acid generator is preferably 0.1 to 10 parts by mass relative to 100 parts by mass of the solution containing the acid or the thermal acid generator. 0.5-5 mass parts is more preferred, and 0.6-2 mass parts is still more preferred.

本発明において、第1の層を形成する酸又は熱酸発生剤を含む溶液が含有する溶剤(B)と、溶剤からなる溶液が含有する溶剤(C)は、同一であっても異なっていてもよい。異なる場合には、たとえば、溶剤(B)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(C)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(C)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(B)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(B)として、水を選択し、溶剤(C)として、エーテル系溶剤を採用してもよく、溶剤(B)として、1価のアルコール系溶剤を選択し、溶剤(C)として、水を採用してもよい。   In the present invention, the solvent (B) contained in the solution containing the acid or the thermal acid generator forming the first layer and the solvent (C) contained in the solution comprising the solvent are different even if they are the same. Is also good. If different, for example, a monohydric alcohol solvent may be selected as the solvent (B), and an ether solvent may be adopted as the solvent (C). A solvent may be selected and an ether-based solvent may be employed as the solvent (B). Water may be selected as the solvent (B) and an ether-based solvent may be employed as the solvent (C). A monohydric alcohol solvent may be selected as B), and water may be used as the solvent (C).

溶剤(C)の使用量は特に限定されず、第1の層上に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的には溶剤からなる溶液の固形分濃度が0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%の範囲内となるように用いられる。   The amount of the solvent (C) to be used is not particularly limited, and is appropriately set at a concentration applicable to the first layer according to the thickness of the applied film. Generally, it is used so that the solid concentration of the solution comprising the solvent is in the range of 0.1 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass.

[工程D]
工程Dは、前記工程AからCで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程である。工程(D)における加熱処理は、例えば、90〜110℃で50〜120秒間のベーク処理を行えばよい。
[Step D]
Step D includes heating the structure including the first resist pattern obtained in Steps A to C, and dissolving the first resist pattern in a developer by the action of an acid in the first layer. Is a process of changing The heat treatment in the step (D) may be performed, for example, by baking at 90 to 110 ° C. for 50 to 120 seconds.

工程(C)において、第1の層を被覆するように溶剤からなる溶液を塗布したことにより、後の工程(D)における、加熱処理により発生する酸の作用を制御することができる。
上記[工程A]では、ポジ型レジスト組成物を用い、アルカリ現像により第1のレジストパターン2を形成する。つまり、図1(a)のレジストパターン2の表面は、アルカリ不溶性領域が形成されている。
[工程D]において、第1のレジストパターン2を酸の作用により、現像液に対する溶解性を変化させる。具体的には、[工程B]で形成した第1の層中の酸の作用により、第1のレジストパターン表面を脱保護させ、有機溶剤に対する溶解性を減少させる。
一方、パターン上部には、溶剤からなる層4が形成されているため、パターン上部では、酸の作用が抑制されると考えられる。このため、[工程D]の加熱処理により、図1(d)に示すように、第1のレジストパターンにおいて、有機溶剤に対する溶解性が減少した領域2aと、有機溶剤に対し、溶解性を有する領域2bとが形成される。
In the step (C), the action of the acid generated by the heat treatment in the subsequent step (D) can be controlled by applying the solvent solution so as to cover the first layer.
In the above [Step A], the first resist pattern 2 is formed by alkali development using a positive resist composition. That is, an alkali-insoluble region is formed on the surface of the resist pattern 2 in FIG.
In [Step D], the solubility of the first resist pattern 2 in a developing solution is changed by the action of an acid. Specifically, the surface of the first resist pattern is deprotected by the action of the acid in the first layer formed in [Step B], and the solubility in the organic solvent is reduced.
On the other hand, since the layer 4 made of a solvent is formed on the upper part of the pattern, it is considered that the action of acid is suppressed on the upper part of the pattern. For this reason, as shown in FIG. 1D, the heat treatment in [Step D] has the solubility in the first resist pattern in the region 2a in which the solubility in the organic solvent is reduced, and in the organic solvent. Region 2b is formed.

[工程E]
工程(E)は、前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程である。
工程(D)において、図1(d)に示すように、第1のレジストパターンにおいて、有機溶剤に対する溶解性が減少した領域2aと、有機溶剤に対し、溶解性を有する領域2bとが形成されているため、第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域(図1(d)中の2b)を除去することにより、第1のレジストパターンがよりも微細なスプリットパターンを形成することができる。
[Step E]
In the step (E), the coated first resist pattern is developed with an organic solvent, a region other than a region where the solubility of the first resist pattern in a developing solution is changed is removed, and a second resist pattern is formed. This is the step of forming.
In the step (D), as shown in FIG. 1D, in the first resist pattern, a region 2a having reduced solubility in the organic solvent and a region 2b having solubility in the organic solvent are formed. Therefore, by removing the region (2b in FIG. 1D) other than the region where the solubility of the first resist pattern in the developing solution has changed, the first resist pattern has a finer split pattern. Can be formed.

現像に用いる有機系溶剤が含有する有機溶剤としては、溶剤からなる溶液4、酸又は熱酸発生剤を含む層3、及び有機溶剤に対し、溶解性を有する領域2bとが溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤のなかから適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が挙げられる。エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。ケトン系溶剤としてはメチルアミルケトン(2−ヘプタノン)が好ましい。   The organic solvent contained in the organic solvent used for development includes a solution 4 composed of a solvent, a layer 3 containing an acid or a thermal acid generator, and a region 2b having solubility in an organic solvent. Any solvent may be used, and it can be appropriately selected from known organic solvents. Specifically, ketone-based solvents, ester-based solvents, nitrile-based solvents and the like can be mentioned. As the ester solvent, butyl acetate is preferred. As the ketone solvent, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable.

ケトン系溶剤は、構造中にC−C(=O)−Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC−C(=O)−O−Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤であり、「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。アミド系溶剤は構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は構造中にC−O−Cを含む有機溶剤である。有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。たとえば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中の、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤いずれにも該当するものとする。また、炭化水素系溶剤は、炭化水素からなり、置換基(水素原子および炭化水素基以外の基または原子)を有さない炭化水素溶剤である。   Ketone solvents are organic solvents containing CC (= O) -C in the structure. An ester solvent is an organic solvent containing CC (= O) -OC in its structure. The alcohol solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in the structure, and the “alcoholic hydroxyl group” means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. An amide solvent is an organic solvent containing an amide group in the structure. Ether solvents are organic solvents containing C-O-C in the structure. Among the organic solvents, there is also an organic solvent containing a plurality of functional groups characterizing each of the above solvents in the structure, in which case, it corresponds to any solvent containing a functional group of the organic solvent. Shall be. For example, diethylene glycol monomethyl ether falls under both alcohol-based solvents and ether-based solvents in the above classification. The hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent made of hydrocarbon and having no substituent (a group or atom other than a hydrogen atom and a hydrocarbon group).

各溶剤の具体例として、ケトン系溶剤としては、たとえば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、アセトン、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2−ヘプタノン)等が挙げられる。   Specific examples of each solvent include ketone solvents such as 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, Methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methylamylketone (2- Heptanone) and the like.

エステル系溶剤としては、たとえば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシブチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−エチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2−エトキシブチルアセテート、4−エトキシブチルアセテート、4−プロポキシブチルアセテート、2−メトキシペンチルアセテート、3−メトキシペンチルアセテート、4−メトキシペンチルアセテート、2−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−3−メトキシペンチルアセテート、3−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、4−メチル−4−メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、プロピル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。   Examples of the ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, methoxy acetate, ethyl ethoxy acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol monoester. Propyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene Recohol monoethyl ether acetate, 2-methoxybutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 4-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-ethyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, 2-ethoxybutyl acetate, 4-ethoxybutyl acetate, 4-propoxybutyl acetate, 2-methoxypentyl acetate, 3-methoxypentyl acetate, 4-methoxypentyl acetate, 2-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-3-methoxypentyl acetate, 3-methyl-4-methoxy Methyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, pyruvine Methyl acetate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, 2-hydroxypropion Ethyl acid, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate, propyl-3-methoxypropionate and the like can be mentioned.

ニトリル系溶剤としては、たとえば、アセトニトリル、プロピオ二トリル、バレロニトリル、ブチロ二トリル等が挙げられる。
有機系現像液には、添加剤として、必要に応じて公知の界面活性剤を配合することができる。
Examples of the nitrile-based solvent include acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, butyronitrile and the like.
A known surfactant can be added to the organic developer as an additive, if necessary.

有機系現像液を用いた現像処理は、公知の現像方法によって実施でき、該方法としてはたとえば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。   The development using an organic developer can be carried out by a known development method, for example, a method in which a support is immersed in a developer for a certain period of time (dipping method), a method in which a developer is applied to a surface of a support with a surface tension. (Paddle method), spraying the developer on the surface of the support (spray method), and scanning the developer application nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed. While the developer is continuously applied (dynamic dispensing method).

上記現像処理の後、乾燥を行う前に、有機溶剤を含有するリンス液を用いてリンス処理することができる。リンスを行うことにより、良好なパターン形成ができる。
リンス液に用いる有機溶剤としては、たとえば前記有機系現像液に用いる有機溶剤として挙げた有機溶剤のうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用する。これらのなかでも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素数6〜8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的には、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−オクタノール、3−ヘキサノール、3−ヘプタノール、3−オクタノール、4−オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも、1−ヘキサノール、2−ヘプタノール、2−ヘキサノールが好ましく、1−ヘキサノールまたは2−ヘキサノールがより好ましい。
これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。ただし現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下さらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としてはたとえば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤がより好ましい。
界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001〜5質量%であり、0.005〜2質量%が好ましく、0.01〜0.5質量%がより好ましい。
リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法におり実施でき、該方法としてはたとえば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
After the development processing and before drying, a rinsing treatment can be performed using a rinsing solution containing an organic solvent. By performing the rinsing, a good pattern can be formed.
As the organic solvent used for the rinsing liquid, for example, among the organic solvents listed as the organic solvent used for the organic developing solution, those that hardly dissolve the resist pattern can be appropriately selected and used. Usually, at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used. Among these, at least one selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents and amide solvents is preferred, and at least one selected from alcohol solvents and ester solvents is preferred. More preferred are alcohol solvents.
The alcohol solvent used for the rinsing liquid is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specific examples include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, and the like. Can be Among these, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferred, and 1-hexanol or 2-hexanol is more preferred.
One of these organic solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Further, it may be used by mixing with an organic solvent or water other than the above. However, considering the development characteristics, the amount of water in the rinsing solution is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less based on the total amount of the rinsing solution. Is particularly preferred.
Known additives can be added to the organic developer as needed. Examples of the additive include a surfactant. Examples of the surfactant include the same as described above, and a nonionic surfactant is preferable, and a fluorine-based surfactant or a silicon-based surfactant is more preferable.
When a surfactant is blended, the blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and more preferably 0.01 to 0.5% by mass based on the total amount of the rinsing liquid. % Is more preferred.
The rinsing treatment (cleaning treatment) using a rinsing liquid can be carried out by a known rinsing method, such as a method of continuously applying the rinsing liquid onto a support rotating at a constant speed (rotation coating method). And a method in which the support is immersed in a rinsing liquid for a predetermined time (dip method), and a method in which the rinsing liquid is sprayed on the surface of the support (spray method).

本発明のレジストパターン形成方法によれば、第1のレジストパターンを分割した微細パターンである、いわゆるスプリットパターンを良好に形成することができる。
その理由は以下のように推察される。
本発明のレジストパターン形成方法は、[工程C]を有することにより、第1のレジストパターン上部にある第1の層中の酸の作用を抑制しつつ、第1のレジストパターンの側面にある第1の層中の酸を作用させられるため、第1のレジストパターンの中央部と側壁部それぞれの現像液に対する溶解性を制御できる。このため、パターン分離を良好なものとすることができると考えられる。
また、本発明のレジストパターン形成方法において、第1の層及び溶剤からなる層が含有する溶剤や高分子化合物に所定のものを採用した場合には、第1のレジストパターンの溶解や、第1の層と溶剤からなる層とが全体的に混合することを防止できると考えられる。これに加えて、[工程E]における有機溶剤現像において、有機溶剤に対する溶解性を良好なものとできるため、所望のスプリットパターンを得ることができると推察される。
According to the method for forming a resist pattern of the present invention, a so-called split pattern, which is a fine pattern obtained by dividing the first resist pattern, can be favorably formed.
The reason is presumed as follows.
The method of forming a resist pattern according to the present invention includes the [Step C], whereby the action of the acid in the first layer above the first resist pattern is suppressed while the second resist on the side face of the first resist pattern is suppressed. Since the acid in the first layer can act, the solubility of the first resist pattern in the central part and the side wall part in the developing solution can be controlled. For this reason, it is considered that pattern separation can be improved.
In the method of forming a resist pattern according to the present invention, when a predetermined solvent or polymer compound is used in the first layer and the layer composed of the solvent, dissolution of the first resist pattern, It is considered that the layer of the above and the layer made of the solvent can be prevented from being entirely mixed. In addition to this, in the organic solvent development in [Step E], the solubility in the organic solvent can be made favorable, so it is presumed that a desired split pattern can be obtained.

≪レジストパターンスプリット剤≫
本発明の第2の態様は、レジストパターンを被覆し、該レジストパターンをスプリットするために用いられるレジストパターンスプリット剤であって、少なくとも溶剤と、酸または熱酸発生剤を含有することを特徴とするレジストパターンスプリット剤である。
本発明のレジストパターンスプリット剤によれば、形成したレジストパターンをスプリット(分割)し、より微細なパターンを形成することができる。
≪Resist pattern splitting agent≫
A second aspect of the present invention is a resist pattern splitting agent used for coating a resist pattern and splitting the resist pattern, comprising at least a solvent and an acid or a thermal acid generator. Resist pattern splitting agent.
According to the resist pattern splitting agent of the present invention, a formed resist pattern can be split (divided) to form a finer pattern.

本発明のレジストパターンスプリット剤が被覆するレジストパターン及び該レジストパターンを形成するために用いるレジスト組成物についての説明は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法における、前記第1のレジストパターン及び該第1のレジストパターンを形成するために用いるレジスト組成物についての説明と同様である。
本発明のレジストパターンスプリット剤についての説明は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法における[工程B]で用いた、酸又は熱酸発生剤を含む溶液についての説明と同様である。
The description of the resist pattern covered by the resist pattern splitting agent of the present invention and the resist composition used for forming the resist pattern is described in the first resist pattern forming method according to the first aspect of the present invention. This is the same as the description of the pattern and the resist composition used to form the first resist pattern.
The description of the resist pattern splitting agent of the present invention is the same as the description of the solution containing an acid or a thermal acid generator used in [Step B] in the resist pattern forming method of the first aspect of the present invention. .

即ち、本発明のレジストパターンスプリット剤が含有する溶剤についての説明は、前記溶剤(B)についての説明と同様であり、レジストパターンスプリット剤が含有する溶剤は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状の1価のアルコールを含むことが好ましく、該炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状の1価のアルコールについての説明は、前記溶剤(B)における説明と同様である。
本発明のレジストパターンスプリット剤が含有する酸または熱酸発生剤についての説明は、前記(T0)成分又は(T1)成分についての説明と同様である。
また、本発明のレジストパターンスプリット剤は、塗布性を向上させ、スプリット後の現像処理で除去可能なものとするため、高分子化合物を含有していることが好ましい。
本発明のレジストパターンスプリット剤が含有することが好ましい高分子化合物としては、前記高分子化合物(Tp)が挙げられる。
That is, the description of the solvent contained in the resist pattern splitting agent of the present invention is the same as the description of the solvent (B), and the solvent contained in the resist pattern splitting agent has a linear or It preferably contains a branched monovalent alcohol, and the description of the linear or branched monovalent alcohol having 1 to 10 carbon atoms is the same as that of the solvent (B).
The description of the acid or thermal acid generator contained in the resist pattern splitting agent of the present invention is the same as that of the component (T0) or (T1).
Further, the resist pattern splitting agent of the present invention preferably contains a polymer compound in order to improve coatability and make it removable by a developing treatment after splitting.
The polymer compound preferably contained in the resist pattern splitting agent of the present invention includes the polymer compound (Tp).

≪スプリットパターン改善剤≫
本発明の第3の態様は、スプリットパターン改善剤である。本発明のスプリットパターン改善剤は、レジストパターンを前記レジストパターンスプリット剤を用いて被覆した後に、さらに被覆するスプリットパターン改善化剤であって、少なくとも有機溶剤と酸拡散制御剤を含有する。
本発明のスプリットパターン改善剤の説明は、前記本発明の第1の態様のレジストパターン形成方法の[工程C]で用いた溶剤からなる溶液についての説明と同様である。
即ち、本発明のスプリットパターン改善化剤が含む溶剤についての説明は、前記溶剤(C)についての説明と同様であり、さらに、酸拡散制御剤及び高分子化合物を含有していることが好ましい。該酸拡散制御剤の説明は、前記[工程C]で説明した酸拡散制御剤についての説明と同様である。
また、本発明のスプリットパターン改善化剤が含む高分子化合物は、前記高分子化合物(Cp)が好ましい。
≪Split pattern improver≫
A third aspect of the present invention is a split pattern improver. The split pattern improving agent of the present invention is a split pattern improving agent for coating a resist pattern with the resist pattern splitting agent and then coating the resist pattern, and contains at least an organic solvent and an acid diffusion controller.
The description of the split pattern improving agent of the present invention is the same as the description of the solvent solution used in [Step C] of the method for forming a resist pattern according to the first aspect of the present invention.
That is, the description of the solvent contained in the split pattern improving agent of the present invention is the same as that of the solvent (C), and preferably further contains an acid diffusion controller and a polymer compound. The description of the acid diffusion controller is the same as the description of the acid diffusion controller described in [Step C].
The polymer compound contained in the split pattern improving agent of the present invention is preferably the polymer compound (Cp).

≪レジストパターンスプリット材料≫
本発明の第4の態様は、前記レジストパターンスプリット剤と、前記スプリットパターン改善化剤とを備えたレジストパターンスプリット材料である。レジストパターンスプリット剤及びスプリットパターン改善剤についての説明は前記同様である。
前記レジストパターンスプリット剤と、前記スプリットパターン改善化剤とを併用して用いることにより、良好なパターン分離(スプリット)を達成できる。さらに、レジストパターンスプリット剤と、スプリットパターン改善化剤との全体的な混合が生じにくく、加えて、現像工程で除去可能であるため、取扱い性にも優れている。
≪Resist pattern split material≫
A fourth aspect of the present invention is a resist pattern split material comprising the resist pattern splitting agent and the split pattern improving agent. The description of the resist pattern splitting agent and the split pattern improving agent is the same as described above.
By using the resist pattern splitting agent in combination with the split pattern improving agent, good pattern separation (split) can be achieved. Further, the overall mixing of the resist pattern splitting agent and the split pattern improving agent is unlikely to occur, and in addition, since it can be removed in the developing step, the handleability is excellent.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

≪実施例1〜30≫
[工程A]
<レジスト組成物の調製>
100質量部の下記高分子化合物(A)−1、10質量部の下記化合物(B)−1、7質量部の下記化合物(D)−1、2質量部の下記高分子化合物(F)−1、2質量部のサリチル酸及び4000質量部の溶剤(PGMEA/PGME/シクロヘキサノン(質量比45/30/25)の混合溶媒)を混合し、レジスト組成物を調製した。
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[Step A]
<Preparation of resist composition>
100 parts by weight of the following polymer compound (A) -1, 10 parts by weight of the following compound (B) -1, 7 parts by weight of the following compound (D) -1, and 2 parts by weight of the following polymer compound (F)- 1,2 parts by mass of salicylic acid and 4000 parts by mass of a solvent (mixed solvent of PGMEA / PGME / cyclohexanone (mass ratio 45/30/25)) were mixed to prepare a resist composition.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

<第1のレジストパターンの形成:アルカリ現像ポジ型パターン>
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚85nmの有機系反射防止膜を形成した。
次いで、該膜上に、上記のレジスト組成物をスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度90℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚60nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S609B(ニコン社製 NA=1.07 Dipole0.97/0.78 with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(バイナリマスク)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、30秒間のアルカリ現像を行った。
その後、100℃(PEB(℃))で60秒間の露光後加熱処理を行った。
その結果、スペース幅40nm、ライン幅120nmのライン&スペースパターン(以下「LSパターン」という。)が形成された。
<Formation of First Resist Pattern: Alkaline Developed Positive Pattern>
On a 12-inch silicon wafer, an organic anti-reflective coating composition "ARC29A" (trade name, manufactured by Brewer Science) is applied using a spinner, baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds, and dried. Thus, an organic antireflection film having a thickness of 85 nm was formed.
Next, the above-mentioned resist composition is applied on the film using a spinner, prebaked (PAB) at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate, and dried to obtain a film thickness of 60 nm. Was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film through a mask pattern (binary mask) using an exposure apparatus NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97 / 0.78 with pollano, manufactured by Nikon Corporation). Irradiated selectively.
Next, alkali development was performed at 23 ° C. for 30 seconds using a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) “NMD-3” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
Thereafter, a post-exposure bake treatment was performed at 100 ° C. (PEB (° C.)) for 60 seconds.
As a result, a line & space pattern (hereinafter, referred to as “LS pattern”) having a space width of 40 nm and a line width of 120 nm was formed.

[工程B]
<酸成分を含む溶液の調製>
下記表に示すように、酸成分、ポリマー及び溶剤を混合し、酸成分を含む溶液(以下、「第1の溶液」と記載する。)を調製した。
<第1の層の形成>
第1の溶液を、前記[工程A]で得られた第1のレジストパターン上にスピンナーを用いて塗布し、第1の層を形成した。酸成分を含む溶液の塗布膜厚を下記表に示す。
[Step B]
<Preparation of solution containing acid component>
As shown in the following table, an acid component, a polymer and a solvent were mixed to prepare a solution containing the acid component (hereinafter, referred to as “first solution”).
<Formation of First Layer>
The first solution was applied on the first resist pattern obtained in the above [Step A] using a spinner to form a first layer. The coating thickness of the solution containing the acid component is shown in the following table.

[工程C]
<溶剤からなる溶液の調製>
下記表に示すように、酸成分、ポリマー及び溶剤を混合し、溶剤からなる溶液(以下、「第2の溶液」と記載する。)を調製した。
<溶剤からなる溶液の塗布>
前記[工程B]で得られた第1の層を被覆するように、第2の溶液をスピンナーを用いて塗布した。
[Step C]
<Preparation of solvent solution>
As shown in the following table, an acid component, a polymer, and a solvent were mixed to prepare a solution composed of the solvent (hereinafter, referred to as “second solution”).
<Application of solution consisting of solvent>
The second solution was applied using a spinner so as to cover the first layer obtained in [Step B].

[工程D]
前記工程A〜Cで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を下記表に示す各温度で60秒間ベーク処理した。
[Step D]
The structure including the first resist pattern obtained in the steps A to C was baked at each temperature shown in the following table for 60 seconds.

[工程E]
前記[工程D]の後、酢酸ブチルを用いて13秒間の現像処理を行った。これにより、スプリットパターンを形成した。
[Step E]
After [Step D], a developing treatment was performed for 13 seconds using butyl acetate. Thus, a split pattern was formed.

≪比較例1〜6≫
上記≪実施例1〜30≫と同様の方法により、[工程A]〜[工程B]を行い、第1の層を形成した。その後、第1のレジストパターンを含む構造体を下記表に示す各温度で60秒間ベーク処理し、酢酸ブチルを用いて13秒間の現像処理を行った。
<< Comparative Examples 1-6 >>
[Step A] and [Step B] were performed in the same manner as in the above {Examples 1 to 30} to form a first layer. Thereafter, the structure including the first resist pattern was baked at each temperature shown in the following table for 60 seconds, and developed with butyl acetate for 13 seconds.

Figure 0006643833
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上記表中、各略称は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。   In the above table, each abbreviation has the following meaning. Numerical values in [] are blending amounts (parts by mass).

Figure 0006643833
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<スプリットパターンの評価>
形成したスプリットパターンについて、パターン分離とCDを評価した。
[パターン分離]
スプリットパターンについて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、観察し、以下の5段階でパターン分離評価を行った。その結果を下記表に記載する。
〔パターン分離評価基準〕
1・・・パターンがほぼ溶解し確認できない
2・・・スプリットパターンが得られるが、一部倒れている
3・・・スプリットパターンが得られ、倒れやパターン同士のつながりがない
4・・・スプリットパターンが得られるが、一部のパターンがつながっている
5・・・第1のレジストパターンを維持し、スプリットパターンが形成できていない
[パターン寸法の評価]
上記パターン中の100カ所を、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、パターン上空から観察し、各ライン幅(nm)を測定した。その結果を「CD(nm)」として、下記表に示す。
<Evaluation of split pattern>
For the formed split pattern, pattern separation and CD were evaluated.
[Pattern separation]
The split pattern was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the pattern separation was evaluated in the following five stages. The results are shown in the table below.
[Pattern separation evaluation standard]
1 ... The pattern is almost dissolved and cannot be confirmed 2 ... A split pattern is obtained but partially collapsed 3 ... A split pattern is obtained and there is no collapse or connection between patterns 4 ... Split A pattern is obtained, but some of the patterns are connected 5... Maintaining the first resist pattern and not forming a split pattern [Evaluation of pattern dimensions]
100 locations in the pattern were observed from above the pattern with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and each line width (nm) was measured. did. The results are shown in the following table as "CD (nm)".

Figure 0006643833
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上記結果に示したとおり、第1の層を被覆するように、第2の溶液を塗布した実施例1〜30は、スプリットパターンが形成され、パターン寸法も良好であった。これに比べて、第2の溶液を塗布しなかった比較例1〜6は、パターンが分離せず、スプリットパターンが形成されない、又は第1のレジストパターンが溶解してしまった。   As shown in the above results, in Examples 1 to 30 in which the second solution was applied so as to cover the first layer, a split pattern was formed and the pattern dimensions were good. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6 in which the second solution was not applied, the patterns did not separate, no split pattern was formed, or the first resist pattern was dissolved.

≪実施例31〜39≫
<レジスト組成物の調製>
下記の表9に示す構造の高分子化合物1〜9を、当該高分子化合物を構成する各構成単位に対応するモノマー(1)〜(9)を表9に示すモル比で用い、常法により合成した。
<< Examples 31-39 >>
<Preparation of resist composition>
The polymer compounds 1 to 9 having the structures shown in Table 9 below were used, and the monomers (1) to (9) corresponding to the respective structural units constituting the polymer compound were used in a molar ratio shown in Table 9 by a conventional method. Synthesized.

Figure 0006643833
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Figure 0006643833
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下記表10に示す各成分を混合、溶解してレジスト組成物2〜10を調製した。   The components shown in Table 10 below were mixed and dissolved to prepare resist compositions 2 to 10.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

表10中、各略号はそれぞれ以下のものを示し、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−2〜(A)―10: 上記高分子化合物1〜9
(B)−1:上記化合物(B)−1
(D)−1:上記化合物(D)−1
(F)−1:上記高分子化合物(F)−1
(S)−1:PGMEA/PGME/シクロヘキサノン(質量比45/30/25)の混合溶媒。
In Table 10, each abbreviation shows the following, and the numerical value in [] is a compounding quantity (mass part).
(A) -2 to (A) -10: The above polymer compounds 1 to 9
(B) -1: the above compound (B) -1
(D) -1: The above compound (D) -1
(F) -1: The above polymer compound (F) -1
(S) -1: a mixed solvent of PGMEA / PGME / cyclohexanone (mass ratio 45/30/25).

上記レジスト組成物2〜10について、酢酸ブチルに対する溶解速度(膜減り量/浸漬時間)の最大値(Rmax、単位:nm/s)と最小値(Rmin、単位:nm/s)を下記の方法で測定した結果を表10に記載する。   For the above resist compositions 2 to 10, the maximum value (Rmax, unit: nm / s) and the minimum value (Rmin, unit: nm / s) of the dissolution rate (film reduction amount / immersion time) in butyl acetate are determined by the following methods. Table 10 shows the measurement results.

[溶解速度の測定]
レジスト組成物2〜10を、それぞれ8インチのシリコン基板上に、スピンナーを用いて均一にそれぞれ塗布し、ホットプレート上で、110℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、膜厚が160nmのレジスト膜を形成した。
当該レジスト膜を、23℃にて、酢酸ブチルに10秒間浸漬させ、その際の溶解速度(膜減り量/浸漬時間)の最大値(Rmax、単位:nm/s)と最小値(Rmin、単位:nm/s)をRDA−808RB(商品名、リソテックジャパン製)により求めた。
[Measurement of dissolution rate]
Each of the resist compositions 2 to 10 was uniformly applied on an 8-inch silicon substrate using a spinner, and prebaked (PAB) at 110 ° C. for 60 seconds on a hot plate to have a thickness of 160 nm. Was formed.
The resist film is immersed in butyl acetate at 23 ° C. for 10 seconds, and the maximum value (R max , unit: nm / s) and the minimum value (R min ) of the dissolution rate (film reduction amount / immersion time) at that time. , Unit: nm / s) was determined by RDA-808RB (trade name, manufactured by Lithotec Japan).

[工程A]
<第1のレジストパターンの形成:アルカリ現像ポジ型パターン>
12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚85nmの有機系反射防止膜を形成した。
次いで、該膜上に、上記のレジスト組成物2〜10をそれぞれスピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度90℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚60nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S609B(ニコン社製 NA=1.07 Dipole0.97/0.78 with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(バイナリマスク)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、10秒間のアルカリ現像を行った。
その後、90℃(PEB(℃))で60秒間の露光後加熱処理を行った。
その結果、ピッチ幅160nm、ライン幅120nmのライン&スペースパターン(以下「LSパターン」という。)が形成された。
[Step A]
<Formation of First Resist Pattern: Alkaline Developed Positive Pattern>
On a 12-inch silicon wafer, an organic antireflection coating composition "ARC29A" (trade name, manufactured by Brewer Science) is applied using a spinner, baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds, and dried. Thus, an organic antireflection film having a thickness of 85 nm was formed.
Next, the above-described resist compositions 2 to 10 are respectively applied to the film using a spinner, prebaked (PAB) at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds on a hot plate, and dried. A resist film having a thickness of 60 nm was formed.
Then, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film through a mask pattern (binary mask) using an exposure apparatus NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97 / 0.78 with pollano, manufactured by Nikon Corporation). Irradiated selectively.
Next, alkali development was performed at 23 ° C. for 10 seconds using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
Thereafter, a post-exposure bake was performed at 90 ° C. (PEB (° C.)) for 60 seconds.
As a result, a line & space pattern (hereinafter, referred to as “LS pattern”) having a pitch width of 160 nm and a line width of 120 nm was formed.

[工程B]
<酸成分を含む溶液の調製>
上記実施例21と同様の酸成分、ポリマー及び溶剤を混合し、酸成分を含む溶液(以下、「第1の溶液」と記載する。)を調製した。
<第1の層の形成>
第1の溶液を、前記[工程A]で得られた第1のレジストパターン上にスピンナー(1500rpm)を用いて塗布し、第1の層を形成した。酸成分を含む溶液の塗布膜厚は20nmとした。
[Step B]
<Preparation of solution containing acid component>
The same acid component, polymer and solvent as in Example 21 were mixed to prepare a solution containing the acid component (hereinafter, referred to as “first solution”).
<Formation of First Layer>
The first solution was applied on the first resist pattern obtained in [Step A] using a spinner (1500 rpm) to form a first layer. The coating thickness of the solution containing the acid component was 20 nm.

[工程C]
<溶剤からなる溶液の調製>
上記実施例21と同様の酸成分、ポリマー及び溶剤を混合し、溶剤からなる溶液(以下、「第2の溶液」と記載する。)を調製した。
<溶剤からなる溶液の塗布>
前記[工程B]で得られた第1の層を被覆するように、第2の溶液をスピンナーを用いて塗布した。
[Step C]
<Preparation of solvent solution>
The same acid component, polymer and solvent as in Example 21 were mixed to prepare a solution composed of the solvent (hereinafter, referred to as “second solution”).
<Application of solution consisting of solvent>
The second solution was applied using a spinner so as to cover the first layer obtained in [Step B].

[工程D]
前記工程A〜Cで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を110℃で60秒間ベーク処理した。
[Step D]
The structure including the first resist pattern obtained in the steps A to C was baked at 110 ° C. for 60 seconds.

[工程E]
前記[工程D]の後、酢酸ブチルを用いて13秒間の現像処理を行った。これにより、スプリットパターンを形成した。その後、100℃で45秒間の現像後加熱処理を行った。
[Step E]
After [Step D], a developing treatment was performed for 13 seconds using butyl acetate. Thus, a split pattern was formed. Thereafter, a post-development heat treatment was performed at 100 ° C. for 45 seconds.

<スプリットパターンの評価>
形成したスプリットパターンについて、パターン分離を評価した。
[パターン分離]
スプリットパターンについて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、観察し、以下の5段階でパターン分離評価を行った。その結果を下記表に記載する。
〔パターン分離評価基準〕
1・・・パターンがほぼ溶解し確認できない
2・・・スプリットパターンが得られるが、一部倒れている
3・・・スプリットパターンが得られ、倒れやパターン同士のつながりがない
4・・・スプリットパターンが得られるが、一部のパターンがつながっている
5・・・第1のレジストパターンを維持し、スプリットパターンが形成できていない
<Evaluation of split pattern>
For the formed split pattern, pattern separation was evaluated.
[Pattern separation]
The split pattern was observed with a length-measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the pattern separation was evaluated in the following five stages. The results are shown in the table below.
[Pattern separation evaluation standard]
1 ... The pattern is almost dissolved and cannot be confirmed 2 ... A split pattern is obtained but partially collapsed 3 ... A split pattern is obtained and there is no collapse or connection between the patterns 4 ... Split A pattern is obtained, but some of the patterns are connected. 5 ... The first resist pattern is maintained and no split pattern is formed.

Figure 0006643833
Figure 0006643833

上記表11に示したとおり、第1のレジストパターンを形成するレジスト組成物の溶解速度の最大値が5nm/s以上、最小値が1nm/s以下の場合には、パターンが良好に分離できた。   As shown in Table 11, when the maximum value of the dissolution rate of the resist composition for forming the first resist pattern was 5 nm / s or more and the minimum value was 1 nm / s or less, the patterns could be separated well. .

1…支持体、2…第1のレジストパターン、3…第1の層、4…溶剤からなる溶液、2a…有機溶剤に対する溶解性が減少した領域、2b…有機溶剤に対し溶解性を有する領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support body, 2 ... First resist pattern, 3 ... First layer, 4 ... Solution made of solvent, 2a ... Area with reduced solubility in organic solvent, 2b ... Area having solubility in organic solvent

Claims (8)

支持体上に、ポジ型レジスト膜を形成し、前記ポジ型レジスト膜を露光し、アルカリ現像して、第1のレジストパターンを形成する工程Aと、
前記第1のレジストパターンを被覆するように、酸又は熱酸発生剤を含む溶液を塗布し、第1の層を形成する工程Bと、
前記第1の層を被覆するように溶剤を含む溶液を塗布する工程Cと、
前記工程AからCで得られた前記第1のレジストパターンを含む構造体を加熱し、前記第1の層中の酸の作用により前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性を変化させる工程Dと、
前記被覆された第1のレジストパターンを有機溶剤現像し、前記第1のレジストパターンの現像液に対する溶解性が変化した領域以外の領域を除去し、第2のレジストパターンを形成する工程Eと、を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法。
A step A of forming a first resist pattern on a support by forming a positive resist film, exposing the positive resist film to light, and developing with an alkali;
A step B of applying a solution containing an acid or a thermal acid generator so as to cover the first resist pattern to form a first layer;
A step C of applying a solution containing a solvent so as to cover the first layer;
Heating the structure including the first resist pattern obtained in the steps A to C, and changing the solubility of the first resist pattern in a developer by the action of an acid in the first layer; D and
A step E of developing the coated first resist pattern with an organic solvent, removing a region other than a region in which the solubility of the first resist pattern in a developer has changed, and forming a second resist pattern; A method of forming a resist pattern, comprising:
前記溶剤を含む溶液は、更に酸拡散制御剤を含む請求項1に記載のレジストパターン形成方法。   The method according to claim 1, wherein the solution containing the solvent further contains an acid diffusion controller. 前記酸拡散制御剤が、含窒素有機化合物を含む請求項2に記載のレジストパターン形成方法。   3. The method according to claim 2, wherein the acid diffusion controller includes a nitrogen-containing organic compound. 前記熱酸発生剤が、下記一般式(T1−1)〜(T1−3)のいずれかで表される化合物を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。
Figure 0006643833
[式中、Rt101、Rt104〜Rt108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。Rt104、Rt105は、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt106〜Rt107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。Rt102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Yt101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。Vt101〜Vt103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。Lt101〜Lt102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。Lt103〜Lt105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。Rt301〜Rt304は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の直鎖状、分岐鎖状又は環状のフッ素化アルキル基である。Rt301〜Rt303は、相互に結合して式中の窒素原子と共に環を形成していてもよい。]
The method for forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermal acid generator includes a compound represented by any of the following general formulas (T1-1) to (T1-3).
Figure 0006643833
[Wherein, Rt 101 , Rt 104 to Rt 108 each independently have a cyclic group which may have a substituent, a chain-like alkyl group which may have a substituent, or a substituent. A chain alkenyl group which may be substituted. Rt 104 and Rt 105 may be bonded to each other to form a ring. Any two of Rt 106 to Rt 107 may be mutually bonded to form a ring. Rt 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Yt 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. Vt 101 to Vt 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. Lt 101 to Lt 102 are each independently a single bond or an oxygen atom. Lt 103 to Lt 105 are each independently a single bond, —CO— or —SO 2 —. Rt 301 to Rt 304 are each independently a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Rt 301 to Rt 303 may combine with each other to form a ring together with the nitrogen atom in the formula. ]
前記酸又は熱酸発生剤を含む溶液が、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。   The method for forming a resist pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein the solution containing the acid or the thermal acid generator has a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. 前記酸又は熱酸発生剤を含む溶液が、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐鎖状の1価のアルコールを含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein the solution containing the acid or the thermal acid generator contains a linear or branched monovalent alcohol having 1 to 10 carbon atoms. 前記酸拡散制御剤を含む溶液が、酸非解離性環式基を含む構成単位(a4)を有する請求項2〜6のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。   The method for forming a resist pattern according to any one of claims 2 to 6, wherein the solution containing the acid diffusion controller has a structural unit (a4) containing an acid non-dissociable cyclic group. 前記酸拡散制御剤を含む溶液が、低極性溶剤を含む請求項2〜7のいずれか1項に記載のレジストパターン形成方法。   The resist pattern forming method according to claim 2, wherein the solution containing the acid diffusion controller contains a low-polarity solvent.
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