JP6709711B2 - Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound - Google Patents
Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound Download PDFInfo
- Publication number
- JP6709711B2 JP6709711B2 JP2016197492A JP2016197492A JP6709711B2 JP 6709711 B2 JP6709711 B2 JP 6709711B2 JP 2016197492 A JP2016197492 A JP 2016197492A JP 2016197492 A JP2016197492 A JP 2016197492A JP 6709711 B2 JP6709711 B2 JP 6709711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- acid
- substituent
- formula
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 0 **(*)CC(*)(*)N Chemical compound **(*)CC(*)(*)N 0.000 description 21
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Cc1ccccc1 Chemical compound Cc1ccccc1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SETMLOLQCIXUKW-UHFFFAOYSA-N C(C1)C2C3C(CC4)CCC4C3C1C2 Chemical compound C(C1)C2C3C(CC4)CCC4C3C1C2 SETMLOLQCIXUKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LPCWKMYWISGVSK-UHFFFAOYSA-N C(C1)C2CCCC1C2 Chemical compound C(C1)C2CCCC1C2 LPCWKMYWISGVSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USNYBJYVVATUOE-UHFFFAOYSA-N CC(C1)C(OC(c(cc2)ccc2C(OC2C(C)=CC(S(c3ccccc3)c3ccccc3)=CC2C)=O)O)=C(C)C=C1[S](C)(c1ccccc1)(c1ccccc1)(=O)=O Chemical compound CC(C1)C(OC(c(cc2)ccc2C(OC2C(C)=CC(S(c3ccccc3)c3ccccc3)=CC2C)=O)O)=C(C)C=C1[S](C)(c1ccccc1)(c1ccccc1)(=O)=O USNYBJYVVATUOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GIWRUJFSGKYVMR-UHFFFAOYSA-N CC1(CCCC1)OC(COc(c(C)c1)c(C)cc1[N+](C1=CC=CCC1)(c1ccccc1)[O-])=O Chemical compound CC1(CCCC1)OC(COc(c(C)c1)c(C)cc1[N+](C1=CC=CCC1)(c1ccccc1)[O-])=O GIWRUJFSGKYVMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MADLIXZNWQRPMB-UHFFFAOYSA-N CCC1(CCCC1)OC(COc(c(C)c1)c(C)cc1N(c1ccccc1)c1ccccc1)=O Chemical compound CCC1(CCCC1)OC(COc(c(C)c1)c(C)cc1N(c1ccccc1)c1ccccc1)=O MADLIXZNWQRPMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGPRKZOATSIMIX-UHFFFAOYSA-N Cc(cc(cc1C)N(c2ccccc2)c2ccccc2)c1OCC(OC(CCO1)C1=O)=O Chemical compound Cc(cc(cc1C)N(c2ccccc2)c2ccccc2)c1OCC(OC(CCO1)C1=O)=O WGPRKZOATSIMIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XARORVMQOCQXDP-UHFFFAOYSA-N Cc(cc(cc1C)O)c1OCC(OC)=O Chemical compound Cc(cc(cc1C)O)c1OCC(OC)=O XARORVMQOCQXDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHJKJLDWQVLXNS-UHFFFAOYSA-N Cc(cc(cc1C)[N+](c2ccccc2)(c2ccccc2)[O-])c1OC(CC1(CC(C2)C3)CC3CC2C1)=O Chemical compound Cc(cc(cc1C)[N+](c2ccccc2)(c2ccccc2)[O-])c1OC(CC1(CC(C2)C3)CC3CC2C1)=O GHJKJLDWQVLXNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
本発明は、レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び高分子化合物に関する。 The present invention relates to a resist composition, a resist pattern forming method and a polymer compound.
基板の上に微細なパターンを形成し、これをマスクとしてエッチングを行うことにより該パターンの下層を加工する技術(パターン形成技術)は、半導体素子や液晶表示素子の製造において広く採用されている。微細なパターンは、通常、有機材料からなり、リソグラフィー法やナノインプリント法等の技術によって形成される。たとえばリソグラフィー法においては、基板等の支持体の上に、樹脂等の基材成分を含むレジスト材料を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。そして、該レジストパターンをマスクとして、基板をエッチングにより加工する工程を経て半導体素子等が製造される。
前記レジスト材料はポジ型とネガ型とに分けられ、露光した部分の現像液に対する溶解性が増大するレジスト材料をポジ型、露光した部分の現像液に対する溶解性が減少するレジスト材料をネガ型という。
前記現像液としては、通常、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液等のアルカリ水溶液(アルカリ現像液)が用いられている。また、芳香族系有機溶剤、脂肪族炭化水素系有機溶剤、エーテル系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、エステル系有機溶剤、アミド系有機溶剤、アルコール系有機溶剤等の、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を現像液として用いることも行われている。
The technique of forming a fine pattern on a substrate and processing the lower layer of the pattern by using this as a mask (pattern forming technique) is widely adopted in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements. The fine pattern is usually made of an organic material and is formed by a technique such as a lithography method or a nanoimprint method. For example, in the lithography method, a resist film containing a base material component such as a resin is used to form a resist film on a support such as a substrate, and the resist film is selected by radiation such as light or an electron beam. The step of forming a resist pattern of a predetermined shape on the resist film is performed by performing a static exposure and a developing process. Then, using the resist pattern as a mask, a semiconductor element or the like is manufactured through a step of processing the substrate by etching.
The resist material is classified into a positive type and a negative type. A resist material in which the solubility of an exposed portion in a developing solution is increased is referred to as a positive type, and a resist material in which the exposed portion is less soluble in a developing solution is referred to as a negative type. .
As the developing solution, an alkaline aqueous solution (alkali developing solution) such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is usually used. Further, a developer containing an organic solvent such as an aromatic organic solvent, an aliphatic hydrocarbon organic solvent, an ether organic solvent, a ketone organic solvent, an ester organic solvent, an amide organic solvent, or an alcohol organic solvent. (Organic developer) is also used as a developer.
近年、リソグラフィー技術の進歩によって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も短波長(高エネルギー)のEB(電子線)、EUV(極紫外線)、X線などについても検討が行われている。
In recent years, advances in lithography technology have led to rapid miniaturization of patterns.
As a method of miniaturization, generally, the wavelength of an exposure light source is shortened (increased in energy). Specifically, conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now, mass production of semiconductor elements using KrF excimer laser or ArF excimer laser has started. Further, EB (electron beam), EUV (extreme ultraviolet ray), X-ray, etc. having a shorter wavelength (high energy) than these excimer lasers are also being studied.
露光光源の短波長化に伴い、レジスト材料には、露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性の向上が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、化学増幅型レジスト組成物、が知られている。
化学増幅型レジスト組成物としては、一般的に、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有するものが用いられている。たとえば現像液がアルカリ現像液(アルカリ現像プロセス)の場合、基材成分として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するものが用いられている。
As the wavelength of the exposure light source is shortened, the resist material is required to have improved lithographic properties such as sensitivity to the exposure light source and resolution capable of reproducing a pattern having a fine dimension. A chemically amplified resist composition is known as a resist material satisfying such requirements.
As the chemically amplified resist composition, those containing a base material component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component which generates an acid upon exposure are generally used. There is. For example, when the developing solution is an alkaline developing solution (alkali developing process), a base component that increases the solubility in the alkaline developing solution by the action of acid is used.
従来、化学増幅型レジスト組成物の基材成分としては、主に樹脂(ベース樹脂)が用いられている。現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用される化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)が主流である。 Conventionally, a resin (base resin) is mainly used as a base material component of a chemically amplified resist composition. Currently, as a base resin for a chemically amplified resist composition used in ArF excimer laser lithography and the like, it has a structural unit derived from a (meth)acrylic acid ester in its main chain because of its excellent transparency at around 193 nm. Resin (acrylic resin) is the mainstream.
ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。 Here, “(meth)acrylic acid” means one or both of acrylic acid having a hydrogen atom bonded to the α-position and methacrylic acid having a methyl group bonded to the α-position. The “(meth)acrylic acid ester” means one or both of an acrylic acid ester having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylic acid ester having a methyl group bonded to the α-position. The “(meth)acrylate” means one or both of an acrylate having a hydrogen atom bonded to the α-position and a methacrylate having a methyl group bonded to the α-position.
化学増幅型レジスト組成物のベース樹脂は、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数種類の構成単位を有している。たとえば、酸発生剤から発生した酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる酸分解性基を有する構成単位とともに、ラクトン構造を有する構成単位、水酸基等の極性基を有する構成単位等が用いられている(たとえば特許文献1参照)。ベース樹脂がアクリル系樹脂である場合、前記酸分解性基としては、一般的に、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基を、第三級アルキル基又はアセタール基等の酸解離性基で保護したものが用いられている。 The base resin of the chemically amplified resist composition generally has a plurality of types of structural units in order to improve the lithographic properties and the like. For example, a structural unit having an lactone structure, a structural unit having a polar group such as a hydroxyl group, and the like are used together with a structural unit having an acid-decomposable group that decomposes by the action of an acid generated from an acid generator to generate an alkali-soluble group (See, for example, Patent Document 1). When the base resin is an acrylic resin, as the acid-decomposable group, a carboxy group in (meth)acrylic acid or the like is generally protected with an acid-dissociable group such as a tertiary alkyl group or an acetal group. Things are used.
ポジ型の化学増幅型レジスト組成物、つまり露光によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する化学増幅型レジスト組成物と、アルカリ現像液と、を組み合わせたポジ型現像プロセスは、ネガ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたネガ型現像プロセスに比べて、フォトマスクの構造を単純にできる、形成されるパターンの特性が優れる等の利点がある。そのため、現在、微細なパターンの形成には、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物とアルカリ現像液とを組み合わせたポジ型現像プロセスが主に用いられている。
前記ポジ型現像プロセスを適用する場合、かかるポジ型の化学増幅型レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜の露光部は、ベース樹脂中の酸分解性基が酸発生剤等から発生した酸の作用により分解して、アルカリ現像液に対して難溶性から可溶性へ転じる一方で、レジスト膜の未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間で溶解コントラストをつけることができ、ポジ型レジストパターンを形成できる。
A positive-type chemically amplified resist composition, that is, a positive-type development process in which a chemically-amplified resist composition whose solubility in an alkali developing solution increases by exposure and an alkali developing solution are combined is a negative-type chemically amplified resist composition. Compared to a negative development process in which a resist composition and an alkali developing solution are combined, there are advantages such that the structure of the photomask can be simplified and the characteristics of the formed pattern are excellent. Therefore, at present, a positive development process in which a positive chemically amplified resist composition and an alkaline developer are combined is mainly used for forming a fine pattern.
When the positive development process is applied, when the resist film obtained by applying such a positive chemically amplified resist composition onto a support is selectively exposed, the exposed portion of the resist film becomes a base resin. The acid-decomposable group inside decomposes by the action of the acid generated from the acid generator, etc., and changes from slightly soluble to soluble in the alkali developing solution, while the unexposed part of the resist film remains slightly soluble in alkali Therefore, by developing with an alkali developing solution, a dissolution contrast can be provided between the exposed portion and the unexposed portion, and a positive resist pattern can be formed.
微細なパターン形成には、光学強度の弱い領域が選択的に溶解除去されてレジストパターン(ネガ型レジストパターン)が形成される方法も有用である。このネガ型レジストパターンを形成する方法としては、主流である前記のポジ型現像プロセスで用いられる化学増幅型レジスト組成物と、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)と、を組み合わせたネガ型現像プロセスが知られている。
また、従来、リソグラフィー特性等の向上のため、例えば、特定構造の酸分解性基(すなわち、エーテル結合を有する脂肪族炭化水素基が結合した第3級炭素原子を有する酸分解性基)を含む構成単位、を有する高分子化合物をベース樹脂として用いた化学増幅型レジスト組成物、が提案されている(特許文献2参照)。
A method of forming a resist pattern (negative resist pattern) by selectively dissolving and removing a region having low optical intensity is also useful for forming a fine pattern. As a method for forming this negative resist pattern, a chemically amplified resist composition used in the above-mentioned positive development process which is the mainstream, and a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) are combined. Negative development processes are known.
Further, conventionally, for the purpose of improving the lithographic properties and the like, for example, an acid-decomposable group having a specific structure (that is, an acid-decomposable group having a tertiary carbon atom to which an aliphatic hydrocarbon group having an ether bond is bonded) is included. A chemically amplified resist composition using a polymer compound having a structural unit as a base resin has been proposed (see Patent Document 2).
電子機器のますますの高性能化・小型化などに伴い、半導体素子等を製造する際のパターン形成においては、リソグラフィー特性及びレジストパターン形状のいっそうの向上が求められている。しかしながら、従来のレジスト組成物を用いて形成されるレジストパターンの形状には、未だ改良の余地があり、感度、リソグラフィー特性等の更なる向上の要求がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、レジスト組成物用の基材成分として有用である新規な高分子化合物、当該高分子化合物を含有するレジスト組成物及び当該レジスト組成物を用いたレジストパターン形成方法を提供すること、を課題とする。
Along with the ever-increasing performance and miniaturization of electronic devices, further improvement in lithography characteristics and resist pattern shape is required in pattern formation when manufacturing semiconductor elements and the like. However, there is still room for improvement in the shape of the resist pattern formed using the conventional resist composition, and there is a demand for further improvement in sensitivity, lithographic properties, and the like.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a novel polymer compound useful as a substrate component for a resist composition, a resist composition containing the polymer compound, and the resist composition. An object is to provide a used resist pattern forming method.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第一の態様は、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レジスト組成物であって、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)を含有し、前記基材成分(A)は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)を含むことを特徴とするレジスト組成物である。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configurations.
That is, the first aspect of the present invention is a resist composition in which an acid is generated by exposure and the solubility in a developing solution is changed by the action of an acid, and the solubility in a developing solution is changed by the action of an acid. The base material component (A) contains a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by the following general formula (a0-1). And a resist composition.
本発明の第二の態様は、支持体上に、前記第一の態様のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程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。 A second aspect of the present invention is a step of forming a resist film on the support using the resist composition of the first aspect, a step of exposing the resist film, and a step of developing the resist film after the exposure. And a resist pattern forming method.
本発明の第三の態様は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有することを特徴とする高分子化合物である。 A third aspect of the present invention is a polymer compound having a structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) shown below.
本発明のレジスト組成物及びレジストパターン形成方法によれば、感度をより高められ、レジストパターン形状の更なる向上を図ることができる。
本発明の高分子化合物は、レジストパターン形成において、感度をより高められ、レジストパターン形状の更なる向上を図れるという点で、レジスト組成物用の樹脂として有用である。
According to the resist composition and the method for forming a resist pattern of the present invention, the sensitivity can be further enhanced and the resist pattern shape can be further improved.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polymer compound of the present invention is useful as a resin for a resist composition in that the sensitivity can be further increased in resist pattern formation and the resist pattern shape can be further improved.
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。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「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。
「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(−CH2−)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「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 defined as a relative concept to aromatic and means a group, compound or the like having no aromaticity.
Unless otherwise specified, the “alkyl group” includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
Unless otherwise specified, the “alkylene group” includes linear, branched, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The “halogenated alkyl group” is a group in which a part or all of hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or alkylene group are substituted with fluorine atoms.
The “constituent unit” means a monomer unit (monomer unit) that constitutes a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
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 that includes all radiation irradiation.
「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(CH2=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
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(Rα0)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等が挙げられる。また、置換基(Rα0)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rα0)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。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、アクリル酸の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。
The “structural unit derived from an acrylic ester” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of an acrylic ester.
The term "acrylate ester" is a compound in which the hydrogen atom of the carboxyl group terminal of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) has been substituted with an organic group.
In the acrylate ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) for substituting the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or a group other than a hydrogen atom, and is, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated group having 1 to 5 carbon atoms. An alkyl group etc. are mentioned. In addition, itaconic acid diesters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxy acrylic esters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a group modified with its hydroxyl group are also included. Shall be included. The α-position carbon atom of the acrylic ester is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded, unless otherwise specified.
Hereinafter, an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position is substituted with a substituent may be referred to as an α-substituted acrylate ester. In addition, the acrylic ester and the α-substituted acrylic ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic ester”.
「スチレン」とは、スチレンおよびスチレンの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も含む概念とする。
「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。
"Styrene" is a concept including styrene and styrene in which the hydrogen atom at the α-position is substituted with another substituent such as an alkyl group or a halogenated alkyl group.
The "structural unit derived from styrene" and "structural unit derived from styrene derivative" mean a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.
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。
The alkyl group as the α-position substituent is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group , N-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group) and the like.
The halogenated alkyl group as the α-position substituent is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” is replaced with a halogen atom. Be done. 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 α-position substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the α-position substituent” are substituted with hydroxyl groups. 1-5 are preferable and, as for the number of the hydroxyl groups in this hydroxyalkyl group, 1 is the most preferable.
(レジスト組成物)
本実施形態のレジスト組成物は、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レジスト組成物であって、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)を含有する。
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、該レジスト膜の露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、該レジスト膜の未露光部では(A)成分の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、当該レジスト組成物がポジ型の場合は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、当該レジスト組成物がネガ型の場合は未露光部が溶解除去されてネガ型のレジストパターンが形成される。
本明細書においては、露光部が溶解除去されてポジ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をポジ型レジスト組成物といい、未露光部が溶解除去されてネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をネガ型レジスト組成物という。
本実施形態のレジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であってもよく、ネガ型レジスト組成物であってもよい。
また、本実施形態のレジスト組成物は、レジストパターン形成時の現像処理にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像プロセス用であってもよく、該現像処理に有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いる溶剤現像プロセス用であってもよい。
(Resist composition)
The resist composition of the present embodiment is a resist composition which generates an acid upon exposure to light and whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid, and is a group whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid. The material component (A) (hereinafter, also referred to as “(A) component”) is contained.
When a resist film is formed using such a resist composition and the resist film is selectively exposed, an acid is generated in the exposed portion of the resist film, and the action of the acid causes the developer of component (A) to develop. While the solubility of the component (A) in the unexposed portion of the resist film does not change in the unexposed portion of the resist film, there is a difference in the solubility of the component between the exposed portion and the unexposed portion in the developing solution. Occurs. Therefore, when the resist film is developed, the exposed portion is dissolved and removed to form a positive resist pattern when the resist composition is a positive type, and the unexposed portion is dissolved when the resist composition is a negative type. The resist pattern is removed to form a negative resist pattern.
In the present specification, a resist composition in which an exposed portion is dissolved and removed to form a positive resist pattern is referred to as a positive resist composition, and a resist composition in which an unexposed portion is dissolved and removed to form a negative resist pattern. Is referred to as a negative resist composition.
The resist composition of this embodiment may be either a positive resist composition or a negative resist composition.
Further, the resist composition of the present embodiment may be for an alkali developing process in which an alkali developing solution is used for the developing treatment when forming a resist pattern, and a developing solution containing an organic solvent in the developing treatment (organic developing solution). May be used for a solvent developing process.
本実施形態のレジスト組成物は、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。
本実施形態のレジスト組成物は、具体的には、
(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)をさらに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変化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変化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。なかでも、本実施形態のレジスト組成物は、上記(1)の場合であるものが好ましい。
The resist composition of the present embodiment has an acid generating ability to generate an acid upon exposure to light, and the component (A) may generate an acid upon exposure to light, and is added separately from the component (A). The agent component may generate an acid upon exposure.
The resist composition of the present embodiment specifically includes
(1) It may further contain an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as “(B) component”);
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure to light;
(3) The component (A) may be a component which generates an acid upon exposure, and may further contain the component (B).
That is, in the cases of the above (2) and (3), the component (A) becomes "a base material component which generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution is changed by the action of the acid". When the component (A) is a base material component that generates an acid upon exposure to light and the solubility of the developer changes by the action of the acid, the component (A1) described below generates an acid upon exposure to light, and A polymer compound whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid is preferable. 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. Among them, the resist composition of the present embodiment is preferably the resist composition 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、ナノレベルのレジストパターンを形成しやすい。
基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。
非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下、「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。
重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下、「樹脂」又は「高分子化合物」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) component>
In the present invention, the “base material component” is an organic compound having a film-forming ability, and an organic compound having a molecular weight of 500 or more is preferably used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and, in addition, a nano-level resist pattern is easily formed.
The organic compound used as the base material component is roughly classified into a non-polymer and a polymer.
As the non-polymer, one having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is usually used. Hereinafter, the term "low molecular weight compound" means a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.
As the polymer, one having a molecular weight of 1,000 or more is usually used. Hereinafter, the term "resin" or "polymer compound" refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
As the molecular weight of the polymer, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) is used.
本実施形態のレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、アルカリ現像液に可溶性の基材成分(A−2)(以下「(A−2)成分」という。)が用いられ、さらに、架橋剤成分が配合される。かかるレジスト組成物は、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、当該酸が作用して該(A−2)成分と架橋剤成分との間で架橋が起こり、この結果、アルカリ現像液に対する溶解性が減少(有機系現像液に対する溶解性が増大)する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜を選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性(有機系現像液に対して可溶性)へ転じる一方で、未露光部はアルカリ現像液に対して可溶性(有機系現像液に対して難溶性)のまま変化しないため、アルカリ現像液で現像することによりネガ型レジストパターンが形成される。また、このとき有機系現像液で現像することによりポジ型のレジストパターンが形成される。
(A−2)成分の好ましいものとしては、アルカリ現像液に対して可溶性の樹脂(以下「アルカリ可溶性樹脂」という。)が用いられる。
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば特開2000−206694号公報に開示されている、α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸、またはα−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸のアルキルエステル(好ましくは炭素数1〜5のアルキルエステル)から選ばれる少なくとも一つから誘導される単位を有する樹脂;米国特許6949325号公報に開示されている、スルホンアミド基を有する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樹脂またはポリシクロオレフィン樹脂;米国特許6949325号公報、特開2005−336452号公報、特開2006−317803号公報に開示されている、フッ素化アルコールを含有し、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樹脂;特開2006−259582号公報に開示されている、フッ素化アルコールを有するポリシクロオレフィン樹脂等が、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成できることから好ましい。
なお、前記α−(ヒドロキシアルキル)アクリル酸は、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のうち、カルボキシ基が結合するα位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸と、このα位の炭素原子にヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基)が結合しているα−ヒドロキシアルキルアクリル酸の一方または両方を示す。
架橋剤成分としては、例えば、通常は、メチロール基またはアルコキシメチル基を有するグリコールウリルなどのアミノ系架橋剤、メラミン系架橋剤などを用いると、膨潤の少ない良好なレジストパターンを形成でき、好ましい。架橋剤成分の配合量は、アルカリ可溶性樹脂100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましい。
When the resist composition of the present embodiment is a "negative resist composition for alkaline development process" that forms a negative resist pattern in an alkali development process, or a "solvent that forms a positive resist pattern in a solvent development process" In the case of the “positive resist composition for development process”, the component (A) is preferably a base component (A-2) soluble in an alkali developing solution (hereinafter referred to as “component (A-2)”). Is used, and a crosslinking agent component is further added. In such a resist composition, for example, when an acid is generated from the component (B) upon exposure, the acid acts to cause crosslinking between the component (A-2) and the crosslinking agent component, resulting in alkali development. Solubility in liquid decreases (solubility in organic developer increases). Therefore, in the formation of the resist pattern, when the resist film obtained by applying the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed part is hardly soluble in an alkali developing solution (in an organic developing solution). On the other hand, the unexposed area remains soluble in the alkali developing solution (hardly soluble in the organic developing solution) while it does not change. Therefore, the negative resist pattern is formed by developing with the alkali developing solution. It At this time, a positive resist pattern is formed by developing with an organic developing solution.
As the preferable component (A-2), a resin soluble in an alkali developing solution (hereinafter referred to as "alkali-soluble resin") is used.
Examples of the alkali-soluble resin include α-(hydroxyalkyl)acrylic acid or an alkyl ester of α-(hydroxyalkyl)acrylic acid (preferably having 1 to 5 carbon atoms) disclosed in JP-A-2000-206994. A resin having a unit derived from at least one selected from the group consisting of alkyl esters; disclosed in US Pat. No. 6,949,325, wherein a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position having a sulfonamide group is substituted with a substituent. Acrylic resin or polycycloolefin resin which may be present; U.S. Pat. No. 6,949,325, JP-A-2005-336452, JP-A-2006-317803. An acrylic resin in which a hydrogen atom bonded to an atom may be substituted with a substituent; a polycycloolefin resin having a fluorinated alcohol, which is disclosed in JP 2006-259582 A, is a good resist with little swelling. It is preferable because a pattern can be formed.
It should be noted that the α-(hydroxyalkyl)acrylic acid is an acrylic acid in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and hydrogen is present at the carbon atom at the α-position to which a carboxy group is bonded. One or both of acrylic acid having an atom bonded thereto and α-hydroxyalkylacrylic acid having a hydroxyalkyl group (preferably a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms) bonded to the α-position carbon atom. ..
As the cross-linking agent component, for example, usually, an amino-based cross-linking agent such as glycoluril having a methylol group or an alkoxymethyl group, a melamine-based cross-linking agent, etc. are preferably used because a good resist pattern with less swelling can be formed. The compounding amount of the cross-linking agent component is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin.
本実施形態のレジスト組成物が、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」である場合、または、溶剤現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」である場合、(A)成分としては、好ましくは、酸の作用により極性が増大する基材成分(A−1)(以下「(A−1)成分」という。)が用いられる。(A−1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても良好な現像コントラストを得ることができる。
アルカリ現像プロセスを適用する場合、該(A−1)成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、例えば、露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりポジ型レジストパターンが形成される。
一方、溶剤現像プロセスを適用する場合は、該(A−1)成分は、露光前は有機系現像液に対して溶解性が高く、露光により酸が発生すると、該酸の作用により極性が高くなり有機系現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、露光部は有機系現像液に対して可溶性から難溶性に変化する一方で、未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ネガ型レジストパターンが形成される。
When the resist composition of the present embodiment is a “positive resist composition for an alkali developing process” which forms a positive resist pattern in an alkali developing process, or a “solvent which forms a negative resist pattern in a solvent developing process. In the case of the “negative resist composition for development process”, the component (A) is preferably a base component (A-1) whose polarity is increased by the action of an acid (hereinafter referred to as “component (A-1)”). ) Is used. By using the component (A-1), the polarity of the base material component changes before and after the exposure, so that good development contrast can be obtained not only in the alkali developing process but also in the solvent developing process.
When an alkali development process is applied, the component (A-1) is poorly soluble in an alkali developing solution before exposure, and, for example, when an acid is generated from the component (B) by exposure, the action of the acid causes The polarity is increased and the solubility in an alkaline developer is increased. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion changes from poorly soluble to soluble in an alkali developing solution. Since the unexposed area remains sparingly soluble in alkali, it is subjected to alkali development to form a positive resist pattern.
On the other hand, when a solvent development process is applied, the component (A-1) has a high solubility in an organic developing solution before exposure, and when an acid is generated by exposure, it has a high polarity due to the action of the acid. Solubility in organic developer decreases. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed, the exposed portion changes from soluble to slightly soluble in an organic developer. On the other hand, since the unexposed area remains soluble and does not change, by developing with an organic developer, contrast can be provided between the exposed area and the unexposed area, and a negative resist pattern is formed.
本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は前記(A−1)成分であること、が好ましい。すなわち、本実施形態のレジスト組成物は、アルカリ現像プロセスにおいてポジ型レジストパターンを形成する「アルカリ現像プロセス用ポジ型レジスト組成物」、又は、溶剤現像プロセスにおいてネガ型レジストパターンを形成する「溶剤現像プロセス用ネガ型レジスト組成物」であることが好ましい。 In the resist composition of this embodiment, the component (A) is preferably the component (A-1). That is, the resist composition of the present embodiment is a "positive resist composition for an alkali developing process" that forms a positive resist pattern in an alkali developing process, or a "solvent developing method" that forms a negative resist pattern in a solvent developing process. It is preferably a “negative resist composition for process”.
本実施形態のレジスト組成物に用いられる(A)成分は、一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)(以下「(A1)成分」という。)を含む。
(A)成分としては、少なくとも(A1)成分が用いられ、該(A1)成分とともに他の高分子化合物及び/又は低分子化合物を併用してもよい。(A)成分として前記(A−1)成分を用いる場合、該(A−1)成分は(A1)成分を含む。
The component (A) used in the resist composition of the present embodiment is a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) (hereinafter referred to as “component (A1)”). )including.
As the component (A), at least the component (A1) is used, and other polymer compounds and/or low molecular compounds may be used in combination with the component (A1). When the component (A-1) is used as the component (A), the component (A-1) contains the component (A1).
・(A1)成分について
(A1)成分は、一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)と、必要に応じてその他構成単位と、を有する高分子化合物である。
Component (A1) The component (A1) is a polymer compound having the structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) and, if necessary, other structural units.
≪構成単位(a0)≫
構成単位(a0)は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位である。
<<Structural unit (a0)>>
The structural unit (a0) is a structural unit represented by general formula (a0-1) shown below.
前記式(a0−1)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る。
Rにおける炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又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。
Rにおける炭素数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又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のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
In the above formula (a0-1), 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.
The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n- Examples thereof include a 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 in R is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are 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.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable because of industrial availability, and a methyl group is preferable. More preferable.
前記式(a0−1)中、Va0は、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。
Va0における2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。
In the formula (a0-1), Va 0 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond.
The divalent hydrocarbon group for Va 0 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
Va0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、直鎖状も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る。
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 0 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.
前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2〜10であることが好ましく、3〜6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
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.
The branched chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6, further preferably 3 or 4, and most preferably 3.
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 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —; —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. 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又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又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。前記直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基又は前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基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 containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group in which two hydrogen atoms have been removed from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the terminal of a chain-like aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same ones as the linear aliphatic hydrocarbon group or the branched aliphatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically, adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Va0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、芳香環を有する炭化水素基である。
かかる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(例えば、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 as the divalent hydrocarbon group in Va 0 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. . However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring included in the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are hetero. Aromatic heterocycles substituted with atoms may be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group). Group in which one of the hydrogen atoms of () is substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group). Group in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group in the group) and the like. The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
前記式(a0−1)中、na0は、0〜2の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましい。 In the formula (a0-1), na0 is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
前記式(a0−1)中、Ra00は、下記一般式(a0−r1−1)で表される酸解離性基である。かかる酸解離性基は、第4級炭素原子(Ya0)と、極性基と、を有する官能基であり、前記式(a0−1)におけるカルボニルオキシ基[−C(=O)−O−]のオキシ基(−O−)側を保護する。ここでの「酸解離性基」は、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酸素原子(O)との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する。酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて、極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。 In the formula (a0-1), Ra 00 is an acid dissociable group represented by the following general formula (a0-r1-1). Such acid-dissociable group includes a quaternary carbon atom (Ya 0), and the polar group is a functional group having the carbonyl group in formula (a0-1) [-C (= O ) -O- ], the oxy group (—O—) side is protected. The “acid-dissociable group” here has an acid-dissociable property in which a bond between the acid-dissociable group and an oxygen atom (O) adjacent to the acid-dissociable group can be cleaved by the action of an acid. When the acid dissociable group is dissociated by the action of an acid, a polar group having a higher polarity than the acid dissociable group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. Due to the increase in polarity, the solubility in the developing solution relatively changes, the solubility increases when the developing solution is an alkaline developing solution, and the solubility changes when the developing solution is an organic developing solution. Decrease.
前記式(a0−r1−1)中、*は、前記式(a0−1)におけるカルボニルオキシ基[−C(=O)−O−]のオキシ基(−O−)と結合する結合手である。 In the formula (a0-r1-1), * represents a bond that bonds to the oxy group (—O—) of the carbonyloxy group [—C(═O)—O—] in the formula (a0-1). is there.
前記式(a0−r1−1)中、Ra01は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra02は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。Ra01とRa02とは相互に結合して、環構造を形成してもよい。
Ra01及びRa02における炭化水素基としては、それぞれ独立に、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。
In the formula (a0-r1-1), Ra 01 is a hydrocarbon group which may have a substituent. Ra 02 is a hydrocarbon group which may have a substituent. Ra 01 and Ra 02 may be bonded to each other to form a ring structure.
As the hydrocarbon group for Ra 01 and Ra 02 , each independently, a linear or branched alkyl group, a linear or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group can be mentioned.
Ra01及びRa02における、直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
Ra01及びRa02における、分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
Ra01及びRa02における、鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基が好ましい。
The linear alkyl group in Ra 01 and Ra 02 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group and an n-pentyl group. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
The branched chain alkyl group in Ra 01 and Ra 02 preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.
The chain or cyclic alkenyl group for Ra 01 and Ra 02 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
Ra01及びRa02における、環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族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3〜6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。
多環式基である脂肪族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。
The cyclic hydrocarbon group in Ra 01 and Ra 02 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
The aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra01及びRa02における、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。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または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。 The aromatic hydrocarbon group in Ra 01 and Ra 02 is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The carbon number of the aromatic ring is preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12. Specific examples of the aromatic ring include an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle; aromatic containing two or more aromatic rings. A group in which one hydrogen atom is removed from a compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); A group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (for example, benzyl group, phenethyl group) , An arylalkyl group such as a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group) and the like. The alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle has preferably 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
上記のRa01及びRa02で表される炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 When the hydrocarbon group represented by Ra 01 and Ra 02 above is substituted, examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy. Examples thereof include groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group and the like.
前記式(a0−r1−1)中、Ra01とRa02とは相互に結合して、環構造を形成してもよい。
Ra01とRa02とが形成する環構造としては、例えば、脂環式炭化水素基、脂環式炭化水素と芳香族炭化水素との縮合環などが挙げられる。Ra01とRa02とが形成する環構造は、ヘテロ原子を有してもよい。
In the formula (a0-r1-1), Ra 01 and Ra 02 may be bonded to each other to form a ring structure.
Examples of the ring structure formed by Ra 01 and Ra 02 include an alicyclic hydrocarbon group, a condensed ring of an alicyclic hydrocarbon and an aromatic hydrocarbon, and the like. The ring structure formed by Ra 01 and Ra 02 may have a hetero atom.
Ra01とRa02とが形成する脂環式炭化水素基は、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である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3〜6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。
多環式基である脂肪族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。
The alicyclic hydrocarbon group formed by Ra 01 and Ra 02 may be a polycyclic group or a monocyclic group.
The alicyclic hydrocarbon group which is a monocyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra01とRa02とが形成する縮合環における、脂環式炭化水素の部分は単環でもよいし多環でもよく、芳香族炭化水素の部分は単環でもよいし多環でもよい。
この縮合環は、置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アシル基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
以下に、Ra01とRa02とが形成する縮合環の具体例を示す。
In the condensed ring formed by Ra 01 and Ra 02 , the alicyclic hydrocarbon moiety may be monocyclic or polycyclic, and the aromatic hydrocarbon moiety may be monocyclic or polycyclic.
This fused ring may have a substituent. Examples of this substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, a carboxy group, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc.), an alkoxy group (a methoxy group, an ethoxy group, Propoxy group, butoxy group, etc.), acyl group, alkyloxycarbonyl group, alkylcarbonyloxy group and the like.
Specific examples of the condensed ring formed by Ra 01 and Ra 02 are shown below.
前記式(a0−r1−1)中、Ra01及びRa02は、リソグラフィー特性がより高まりやすいことから、相互に結合して環構造を形成していることが好ましく、相互に結合して脂環式炭化水素基を形成していることがより好ましい。 In the formula (a0-r1-1), Ra 01 and Ra 02 are preferably bonded to each other to form a ring structure because Ra 01 and Ra 02 are more likely to enhance the lithographic properties, and are bonded to each other to form an alicyclic ring. More preferably, it forms a formula hydrocarbon group.
前記式(a0−r1−1)中、Ya0は、第4級炭素原子である。すなわち、Ya0(炭素原子)に結合する隣の炭素原子が4つである。 In the formula (a0-r1-1), Ya 0 is a quaternary carbon atom. That is, there are four adjacent carbon atoms bonded to Ya 0 (carbon atom).
前記式(a0−r1−1)中、Ra031、Ra032及びRa033は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭化水素基である。
Ra031、Ra032及びRa033における、置換基を有していてもよい炭化水素基は、前記式(a0−r1−1)中のRa01及びRa02における、置換基を有していてもよい炭化水素基と同様のものが挙げられる。この中でも、Ra031、Ra032及びRa033における、置換基を有していてもよい炭化水素基は、置換基を有していてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。
In the formula (a0-r1-1), Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 are each independently a hydrocarbon group which may have a substituent.
The optionally substituted hydrocarbon group for Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 may have a substituent for Ra 01 and Ra 02 in the formula (a0-r1-1). The same as a good hydrocarbon group can be mentioned. Among these, the hydrocarbon group optionally having a substituent in Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferably a linear or branched alkyl group optionally having a substituent, and A chain alkyl group is more preferable.
但し、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ以上は、少なくとも極性基を有する炭化水素基である。
「極性基を有する炭化水素基」とは、極性基が炭化水素鎖間(炭素原子間)に介在しているもの、又は、炭化水素基を構成する少なくとも1つの水素原子が極性基に置換しているものをいずれも包含する。
かかる「極性基を有する炭化水素基」としては、下記一般式(a0−p1)で表される官能基が好ましい。
However, one or more of Ra 031 , Ra 032, and Ra 033 is a hydrocarbon group having at least a polar group.
The “hydrocarbon group having a polar group” means that a polar group is present between hydrocarbon chains (between carbon atoms), or at least one hydrogen atom constituting the hydrocarbon group is substituted with a polar group. It includes any of the above.
The "hydrocarbon group having a polar group" is preferably a functional group represented by the following general formula (a0-p1).
前記式(a0−p1)中、Ra04は、炭素数2〜12の2価の炭化水素基を表す。
Ra04の炭素数は、2〜12であり、炭素数2〜8が好ましく、炭素数2〜6がより好ましく、炭素数2〜4がさらに好ましく、炭素数2が特に好ましい。
Ra04における炭化水素基は、鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基が好ましく、鎖状の炭化水素基がより好ましい。
Ra04としては、例えば、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;プロパン−1,2−ジイル基、1−メチルブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐鎖状アルカンジイル基;シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基;ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、アダマンタン−1,5−ジイル基、アダマンタン−2,6−ジイル基等の多環式の2価の脂環式炭化水素基等挙げられる。
上記の中でも、アルカンジイル基が好ましく、直鎖状アルカンジイル基がより好ましい。
In the formula (a0-p1), Ra 04 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms.
The number of carbon atoms of ra 04 is 2 to 12, 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, 2 carbon atoms being particularly preferred.
The hydrocarbon group for Ra 04 is preferably a chain or cyclic aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a chain hydrocarbon group.
Examples of Ra 04 include ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1, 7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group, etc. A linear alkanediyl group of: propane-1,2-diyl group, 1-methylbutane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2 -Branched alkanediyl group such as methylbutane-1,4-diyl group; cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1 A cycloalkanediyl group such as a 5,5-diyl group; a multi-group such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, adamantane-1,5-diyl group, adamantane-2,6-diyl group Examples thereof include cyclic divalent alicyclic hydrocarbon groups.
Among the above, an alkanediyl group is preferable, and a linear alkanediyl group is more preferable.
前記式(a0−p1)中、Ra05は、ヘテロ原子を含む2価の連結基を表す。
Ra05としては、例えば、−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)2−、−S(=O)2−O−等が挙げられる。
これらの中でも、現像液に対する溶解性の点から、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−が好ましく、−O−、−C(=O)−が特に好ましい。
In the formula (a0-p1), Ra 05 represents a divalent linking group containing a hetero atom.
Examples of Ra 05 include -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC(=O)-O-, and -C(=O)-NH-. , -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group and an acyl group), -S-, -S(=O) 2- , -. S(=O) 2- O- and the like can be mentioned.
Among these, -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, and -OC(=O)-O- are preferable from the viewpoint of solubility in a developing solution, and- O- and -C(=O)- are particularly preferable.
前記式(a0−p1)中、Ra06は、炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表す。
Ra06の炭素数は、1〜12であり、現像液に対する溶解性の点から、炭素数1〜8が好ましく、炭素数1〜5がより好ましく、炭素数1〜3がさらに好ましく、炭素数1又は2が特に好ましく、1が最も好ましい。
In the formula (a0-p1), Ra 06 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
The carbon number of Ra 06 is 1 to 12, and from the viewpoint of solubility in a developing solution, 1 to 8 carbon atoms are preferable, 1 to 5 carbon atoms are more preferable, 1 to 3 carbon atoms are further preferable, and carbon number is 1 or 2 is particularly preferable, and 1 is the most preferable.
Ra06における炭化水素基は、鎖状炭化水素基もしくは環状炭化水素基、又は、鎖状と環状とを組み合わせた炭化水素基が挙げられる。
鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group for Ra 06 include a chain hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group, or a hydrocarbon group combining a chain and a ring.
Examples of the chain hydrocarbon group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n Examples include -heptyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group and n-dodecyl group.
環状炭化水素基は、脂環式炭化水素基でもよいし、芳香族炭化水素基でもよい。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル基等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The alicyclic hydrocarbon group may be either monocyclic or polycyclic, and the monocyclic alicyclic hydrocarbon group may be, for example, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, or a methyl group. Examples thereof include cycloalkyl groups such as cyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cycloheptyl group and cyclodecyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a 1-(adamantan-1-yl)alkane-1-yl group, and norbornyl. Group, methylnorbornyl group, isobornyl group and the like.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, p-methylphenyl group, p-tert-butylphenyl group, p-adamantylphenyl group, tolyl group, xylyl group, cumenyl group and mesityl group. , Biphenyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl group and the like.
Ra06としては、現像液に対する溶解性の点から、鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、直鎖状アルキル基がさらに好ましい。 From the viewpoint of solubility in a developing solution, Ra 06 is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably an alkyl group, and even more preferably a straight chain alkyl group.
前記式(a0−p1)中、np0は、1〜6の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。 In the formula (a0-p1), n p0 is an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
以下に、少なくとも極性基を有する炭化水素基、の具体例を示す。
以下の式中、*は、第4級炭素原子(Ya0)に結合する結合手である。
Specific examples of the hydrocarbon group having at least a polar group are shown below.
In the following formulas, * is a bond that bonds to the quaternary carbon atom (Ya 0 ).
前記式(a0−r1−1)中、Ra031、Ra032及びRa033のうち、少なくとも極性基を有する炭化水素基の個数は、1つ以上であるが、レジストパターン形成の際における現像液への溶解性を考慮して適宜決定すればよく、例えば、Ra031、Ra032及びRa033のうちの1つ又は2つであることが好ましく、特に好ましくは1つである。 In the above formula (a0-r1-1), the number of hydrocarbon groups having at least a polar group among Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is 1 or more. It may be appropriately determined in consideration of the solubility of, for example, one or two of Ra 031 , Ra 032 and Ra 033 is preferable, and one is particularly preferable.
前記の少なくとも極性基を有する炭化水素基は、極性基以外の置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。 The hydrocarbon group having at least the polar group may have a substituent other than the polar group. Examples of this substituent include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.) and a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
前記式(a0−1)中、Ra00としては、下記一般式(a0−r1−10)で表される酸解離性基が好適に挙げられる。 In the above formula (a0-1), Ra 00 is preferably an acid dissociable group represented by the following general formula (a0-r1-10).
前記式(a0−r1−10)中、XaaがYaaと共に形成する環状の炭化水素基としては、前記式(a0−r1−1)中のRa01及びRa02についての説明の中で例示した、環状の炭化水素基、から水素原子1個以上をさらに除いた基と同様のものが挙げられる。
この中でも、XaaがYaaと共に形成する環状の炭化水素基としては、脂環式炭化水素基が好ましい。かかる脂環式炭化水素基は、多環式基でも単環式基でもよく、中でも単環式基がより好ましい。
In the formula (a0-r1-10), the cyclic hydrocarbon group formed by Xaa together with Yaa is exemplified in the description of Ra 01 and Ra 02 in the formula (a0-r1-1). Examples thereof include the same groups as those obtained by further removing one or more hydrogen atoms from a cyclic hydrocarbon group.
Among these, an alicyclic hydrocarbon group is preferable as the cyclic hydrocarbon group formed by Xaa together with Yaa. The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group, and among them, the monocyclic group is more preferable.
XaaがYaaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。 The cyclic hydrocarbon group formed by Xaa together with Yaa may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), an alkyloxycarbonyl group, etc. Is mentioned.
前記式(a0−r1−10)中、Ra0311及びRa0321は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基を表す。
Ra0311及びRa0321における鎖状のアルキル基は、Ra01及びRa02における、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基と同様のものが挙げられる。この中でも、直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数が1〜5であることが好ましく、メチル基、エチル基またはn−ブチル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がさらに好ましい。
In the formula (a0-r1-10), Ra 0311 and Ra 0321 each independently represent a good chain alkyl group which may have a substituent.
Examples of the chain alkyl group in Ra 0311 and Ra 0321 include the same as the straight chain or branched chain alkyl group in Ra 01 and Ra 02 . Among these, a linear alkyl group is preferable, the number of carbon atoms is preferably 1 to 5, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is further preferable.
以下に、前記式(a0−1)で表される構成単位の具体例を示す。
以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
Specific examples of the structural unit represented by the formula (a0-1) are shown below.
In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
(A1)成分が有する構成単位(a0)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分中の構成単位(a0)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して10〜70モル%が好ましく、20〜65モル%がより好ましく、25〜60モル%がさらに好ましく、30〜50モル%が特に好ましい。
構成単位(a0)の割合が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、容易にレジストパターンを得ることができるとともに、感度、パターン寸法の面内均一性(CDU)、真円性(Circularity)等のリソグラフィー特性も向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
The structural unit (a0) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
The proportion of the structural unit (a0) in the component (A1) is preferably 10 to 70 mol% and more preferably 20 to 65 mol% based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). It is preferably 25 to 60 mol%, more preferably 30 to 50 mol%.
When the proportion of the structural unit (a0) is at least the lower limit value of the above-described preferred range, a resist pattern can be easily obtained, and sensitivity, in-plane uniformity of pattern dimensions (CDU), and circularity (Circularity) are obtained. The lithographic properties such as) are also improved. On the other hand, when it is at most the upper limit of the above preferred range, it becomes easy to balance with other structural units.
≪その他構成単位≫
(A1)成分は、上述した構成単位(a0)以外のその他構成単位を有してもよい。
その他構成単位としては、例えば、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)(但し、構成単位(a0)を除く);ラクトン含有環式基、−SO2−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(a2);極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a0)、構成単位(a1)又は構成単位(a2)に該当するものを除く);酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4);スチレン又はその誘導体から誘導される構成単位等が挙げられる。
≪Other structural units≫
The component (A1) may have a structural unit other than the structural unit (a0) described above.
As the other structural unit, for example, a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid (excluding the structural unit (a0)); a lactone-containing cyclic group, -SO 2 -containing A structural unit (a2) containing a cyclic group or a carbonate-containing cyclic group; a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (however, the structural unit (a0), the structural unit (a1) or the structural unit ( (excluding those corresponding to a2)); a structural unit (a4) containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group; a structural unit derived from styrene or a derivative thereof, and the like.
構成単位(a1)について:
(A1)成分は、構成単位(a0)に加えて、さらに、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)を有してもよい。
About the structural unit (a1):
In addition to the structural unit (a0), the component (A1) may further have a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases due to the action of an acid.
「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(−SO3H)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に−OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基がより好ましく、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、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
The “acid-decomposable group” is a group having acid-decomposability capable of cleaving at least a part of the bonds in the structure of the acid-decomposable group by the action of an acid.
Examples of the acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid include groups that decompose to form a polar group by the action of an acid.
Examples of the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, a sulfo group (-SO 3 H) and the like. Among these, a polar group containing -OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as "OH-containing polar group") is preferable, a carboxy group or a hydroxyl group is more preferable, and a carboxy group is particularly preferable.
More specific examples of the acid-decomposable group include a group in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which a hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).
Here, the “acid-dissociable group” is a group having 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 (i) an acid, Alternatively, (ii) after a part of the bond is cleaved by the action of an acid, a decarboxylation reaction further occurs, whereby the bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group is cleaved. To obtain both groups.
The acid-dissociable group constituting the acid-decomposable group needs to be a group having a lower polarity than the polar group generated by the dissociation of the acid-dissociable group, which allows the acid-dissociable group to act under the action of an acid. When is dissociated, a polar group having a higher polarity than the acid dissociable group is generated and the polarity is increased. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. Due to the increase in polarity, the solubility in the developing solution relatively changes, the solubility increases when the developing solution is an alkaline developing solution, and the solubility changes when the developing solution is an organic developing solution. Decrease.
構成単位(a1)における酸解離性基としては、上述の一般式(a0−r1−1)で表される酸解離性基を除くものであって、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が挙げられる。
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として具体的には、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」が挙げられる。
The acid dissociable group in the structural unit (a1) excludes the acid dissociable group represented by the above general formula (a0-r1-1), and has hitherto been used as a base resin for a chemically amplified resist. The thing proposed as an acid dissociatable group is mentioned.
Specifically, "acetal-type acid dissociable group" and "tertiary alkyl ester-type acid dissociable group" described below are proposed as the acid-dissociable group of the base resin for the chemically amplified resist. , "Tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable groups".
・アセタール型酸解離性基:
前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「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。
-Acetal-type acid dissociable group:
Examples of the acid dissociable group that protects a carboxy group or a hydroxyl group among the polar groups include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as "acetal-type acid dissociable group"). There are some cases).
式(a1−r−1)中、Ra’1及びRa’2のうち、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
Ra’1又はRa’2がアルキル基である場合、該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、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。具体的には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
In the formula (a1-r-1), at least one of Ra′ 1 and Ra′ 2 is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
When Ra′ 1 or Ra′ 2 is an alkyl group, the alkyl group is the same as the alkyl group described as the substituent which may be bonded to the α-position carbon atom in the description of the α-substituted acrylate ester. The same thing is mentioned and a C1-C5 alkyl group is preferable. Specifically, a linear or branched alkyl group is preferable. More specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group, and a methyl group or an ethyl group. More preferably, a methyl group is particularly preferable.
式(a1−r−1)中、Ra’3の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基が挙げられる。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1〜5であることが好ましく、1〜4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
In formula (a1-r-1), examples of the hydrocarbon group represented by Ra′ 3 include a linear or branched alkyl group and a cyclic hydrocarbon group.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 and even more preferably 1 or 2. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜10であることが好ましく、3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。 The branched chain alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, and an isopropyl group is preferable.
Ra’3が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族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3〜6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。
多環式基である脂肪族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, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
The aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ra’3の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5〜30であることが好ましく、5〜20がより好ましく、6〜15がさらに好ましく、6〜12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
Ra’3における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
When the cyclic hydrocarbon group of Ra′ 3 is an aromatic hydrocarbon group, the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 π electrons, and may be monocyclic or polycyclic. The carbon number of the aromatic ring is preferably 5 to 30, more preferably 5 to 20, still more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6 to 12. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; and aromatic heterocycles in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra′ 3 include a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle; two or more aromatic rings A group in which one hydrogen atom has been removed from an aromatic compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); , Phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.) and the like. The alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle has preferably 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
Ra’3が、Ra’1、Ra’2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 either Ra′ 1 or 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.
・第3級アルキルエステル型酸解離性基:
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。なお、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。
-Tertiary alkyl ester type acid dissociable group:
Among the polar groups, examples of the acid dissociable group that protects the carboxy group include acid dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-2). In addition, among the acid dissociable groups represented by the following formula (a1-r-2), a group composed of an alkyl group may be hereinafter referred to as a “tertiary alkyl ester-type acid dissociable group” for convenience. ..
Ra’4〜Ra’6の炭化水素基としては、前記Ra’3と同様のものが挙げられる。
Ra’4は炭素数1〜5のアルキル基であることが好ましい。Ra’5とRa’6と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’4〜Ra’6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 include the same as those of Ra′ 3 described above.
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, examples thereof include groups represented by general formula (a1-r2-1) shown below. On the other hand, when Ra′ 4 to Ra′ 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, groups represented by general formula (a1-r2-2) shown below can be mentioned.
式(a1−r2−1)中、Ra’10の炭素数1〜10のアルキル基は、式(a1−r−1)におけるRa’3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Ra’10が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族環式基は、式(a1−r−1)におけるRa’3の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。 In formula (a1-r2-1), the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms represented by Ra′ 10 is exemplified as the linear or branched alkyl group represented by Ra′ 3 in formula (a1-r-1). Groups are preferred. In the formula (a1-r2-1), the aliphatic cyclic group formed by Ra′ 11 together with the carbon atom to which Ra′ 10 is bonded is a monocyclic group of Ra′ 3 in the formula (a1-r-1) or The groups mentioned as the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group are preferable.
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’3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’3の炭化水素基として例示された直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基であることが好ましい。これらの中でも、Ra’3の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基であることがより好ましい。
In formula (a1-r2-2), it is preferable that Ra′ 12 and Ra′ 14 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl group is Ra in formula (a1-r-1). The group described as the linear or branched alkyl group of ' 3 is more preferable, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is further preferable, and a methyl group or an ethyl group is particularly preferable. ..
In formula (a1-r2-2), Ra′ 13 is a linear or branched alkyl group or monocyclic group exemplified as the hydrocarbon group for Ra′ 3 in formula (a1-r-1). Alternatively, it is preferably an aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group. Among these, the groups listed as the aliphatic hydrocarbon group of Ra′ 3 which is a monocyclic group or a polycyclic group are more preferable.
前記式(a1−r2−1)で表される基の具体例を以下に挙げる。*は結合手を示す(以下本明細書において同じ)。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-1) are shown below. * Indicates a bond (hereinafter the same in the present specification).
前記式(a1−r2−2)で表される基の具体例を以下に挙げる。 Specific examples of the group represented by the formula (a1-r2-2) are shown below.
・第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基:
前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。
-Tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociative group:
Examples of the acid dissociable group that protects the hydroxyl group among the polar groups include, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter, for convenience, "tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group"). It may be said that)).
式(a1−r−3)中、Ra’7〜Ra’9は、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
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 formula (a1-r-3), Ra′ 7 to Ra′ 9 are each preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
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、アクリルアミドから誘導される構成単位、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。 As the structural unit (a1), a structural unit derived from an acrylate ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, a structural unit derived from acrylamide, hydroxystyrene or hydroxy. At least a part of hydrogen atoms in a hydroxyl group of a structural unit derived from a styrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group, vinylbenzoic acid or a structural unit derived from a vinylbenzoic acid derivative- Examples include structural units in which at least a part of hydrogen atoms in C(=O)-OH are protected by a substituent containing the acid-decomposable group.
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。
かかる構成単位(a1)の好ましい具体例としては、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が挙げられる。
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
Specific preferred examples of the structural unit (a1) include structural units represented by general formula (a1-1) or (a1-2) shown below.
前記式(a1−1)中、Rの炭素数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のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
In the formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group or an ethyl group. , Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the above alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are 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.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is most preferable from the viewpoint of industrial availability.
前記式(a1−1)中、Va1のエーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基は、前記式(a0−1)中のVa0が置換基としてエーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基となる場合と同様である。 In the formula (a1-1), the hydrocarbon group which may divalent have an ether bond Va 1 is, Va 0 in formula (a0-1) is have an ether bond as a substituent It is the same as in the case of using a divalent hydrocarbon group which may be present.
前記式(a1−2)中、Wa1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), the na 2 +1 valent hydrocarbon group for Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, 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 Examples thereof include groups in which an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure is combined.
The n a2 +1 valence is preferably 2 to 4, and more preferably 2 or 3.
以下に前記式(a1−1)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-1) are shown below. In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
以下に前記式(a1−2)で表される構成単位の具体例を示す。 Specific examples of the structural unit represented by the formula (a1-2) are shown below.
(A1)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a1)を有する場合、(A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜50モル%が好ましく、5〜45モル%がより好ましく、5〜30モル%がさらに好ましい。
構成単位(a1)の割合を下限値以上とすることによって、容易にレジストパターンを得ることができ、感度、解像性、ラフネス改善もしくはELマージン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 structural unit (a1) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a1), the proportion of the structural unit (a1) in the component (A1) is from 1 to 50 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A1). It is preferably 5 to 45 mol%, more preferably 5 to 30 mol%.
By setting the proportion of the structural unit (a1) to the lower limit or more, a resist pattern can be easily obtained, and lithography properties such as sensitivity, resolution, roughness improvement or EL margin are also improved. Also, by setting the content to the upper limit or less, it is possible to balance with other structural units.
構成単位(a2)について:
(A1)成分は、構成単位(a0)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基、−SO2−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(a2)を有してもよい。
構成単位(a2)のラクトン含有環式基、−SO2−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上で有効なものである。また、構成単位(a2)を有することで、アルカリ現像プロセスにおいては、現像時に、レジスト膜のアルカリ現像液に対する溶解性が高められる。
Regarding the structural unit (a2):
In addition to the structural unit (a0), the component (A1) may further have a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 — containing cyclic group or a carbonate containing cyclic group. ..
The lactone-containing cyclic group, the —SO 2 — containing cyclic group or the carbonate containing cyclic group of the structural unit (a2) adheres to the substrate of the resist film when the component (A1) is used for forming the resist film. It is effective in enhancing the sex. Further, by having the structural unit (a2), the solubility of the resist film in an alkali developing solution is enhanced during development in the alkali developing process.
「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
構成単位(a2)におけるラクトン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)でそれぞれ表される基が挙げられる。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing —O—C(═O)— in its ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and a lactone ring alone is referred to as a monocyclic group, and a lactone ring having another ring structure is referred to as a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone-containing cyclic group in the structural unit (a2) is not particularly limited and any one can be used. Specific examples include groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) shown below.
前記式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中、Ra’21におけるアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
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、直鎖状又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又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、パーフルオロアルキル基が特に好ましい。
In the formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), the alkyl group for Ra' 21 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group and a hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
As the alkoxy group for Ra′ 21, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specific examples thereof include groups in which an 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 some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group in 21 can be mentioned have 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.
Ra’21における−COOR”、−OC(=O)R”において、R”はいずれも水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は−SO2−含有環式基である。
R”におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよく、炭素数は1〜15が好ましい。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましく、メチル基又はエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
R”におけるラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基と同様のものが挙げられる。
R”におけるカーボネート含有環式基としては、後述のカーボネート含有環式基と同様であり、具体的には一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
R”における−SO2−含有環式基としては、後述の−SO2−含有環式基と同様であり、具体的には一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Ra’21におけるヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
Ra '-COOR in 21 ", - OC (= O ) R" in, R "is also hydrogen either is an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or -SO 2 - containing cyclic group Is.
The alkyl group in R″ may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 15 carbon atoms.
When R″ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R″ is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, a fluorine atom. Or a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane that may or may not be substituted with a fluorinated alkyl group; polycycloalkanes such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane And a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from the group, and more specifically, a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from a monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane; adamantane, norbornane, isobornane, and trigroup. Examples thereof include groups in which one or more hydrogen atoms have been removed from polycycloalkane such as cyclodecane and tetracyclododecane.
Examples of the lactone-containing cyclic group for R″ include the same groups as those represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
The carbonate-containing cyclic group for R″ is the same as the carbonate-containing cyclic group described below, and specifically, the groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. Is mentioned.
The containing cyclic group, -SO 2 below - - -SO 2 in R "are the same as containing cyclic group, specifically the general formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) And the groups respectively represented by.
The hydroxyalkyl group for Ra′ 21 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include a group in which at least one hydrogen atom of the alkyl group for Ra′ 21 is substituted with a hydroxyl group. .
前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)中、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又は炭素原子間に−O−又は−S−が介在する基が挙げられ、たとえば−O−CH2−、−CH2−O−CH2−、−S−CH2−、−CH2−S−CH2−等が挙げられる。A”としては、炭素数1〜5のアルキレン基又は−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。 In the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5), the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A″ is a straight chain or a branched chain. An alkylene group is preferable, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, etc. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples thereof include the terminal or carbon atom of the alkylene group. between atoms -O- or -S- can be mentioned a group intervening, for example, -O-CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - S-CH 2 -, - CH 2 -S-CH 2- etc. are mentioned. As A", a C1-C5 alkylene group or -O- is preferable, a C1-C5 alkylene group is more preferable, and a methylene group is the most preferable.
下記に一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。 Specific examples of the groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are shown below.
「−SO2−含有環式基」とは、その環骨格中に−SO2−を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、−SO2−における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に−SO2−を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。−SO2−含有環式基は、単環式基であってもよく多環式基であってもよい。
−SO2−含有環式基は、特に、その環骨格中に−O−SO2−を含む環式基、すなわち、−O−SO2−中の−O−S−が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
−SO2−含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ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 ring skeleton of the cyclic group. A ring containing —SO 2 — in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it is the only ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. Called. The —SO 2 — containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The —SO 2 — containing cyclic group is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, that is, —O—S— in —O—SO 2 — is part of the ring skeleton. It is preferably a cyclic group containing a sultone ring forming a.
Specific examples of the —SO 2 — containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) shown below.
前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−2)中、A”は、前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)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、それぞれ前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ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。
In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-2), A″ represents the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5). It is similar to A" in the inside.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR″, —OC(═O)R″ and hydroxyalkyl group for Ra′ 51 are each represented by the general formula (a2-r-1) to (a2-r-1). The same as those mentioned in the description of Ra′ 21 in a2-r-7) can be mentioned.
Specific examples of the groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are shown below. “Ac” in the formula represents an acetyl group.
「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。
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)でそれぞれ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 —O—C(═O)—O— in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring, and when it has only a carbonate ring, it is called a monocyclic group, and when it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of its structure. The carbonate-containing cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group is not particularly limited, and any group can be used. Specific examples include groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) shown below.
前記一般式(ax3−r−2)〜(ax3−r−3)中、A”は、前記一般式(a2−r−2)、(a2−r−3)、(a2−r−5)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についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
下記に一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
In the general formulas (ax3-r-2) to (ax3-r-3), A″ represents the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), and (a2-r-5). It is similar to A" in the inside.
The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, —COOR″, —OC(═O)R″ and hydroxyalkyl group for Ra′ 31 are each represented by the general formula (a2-r-1) to ( The same as those mentioned in the description of Ra′ 21 in a2-r-7) can be mentioned.
Specific examples of the groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are shown below.
構成単位(a2)としては、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。
かかる構成単位(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。
As the structural unit (a2), a structural unit derived from an acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent is preferable.
The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by general formula (a2-1) shown below.
前記式(a2−1)中、Rは前記と同様である。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
In the formula (a2-1), R is the same as above.
As R, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of industrial availability.
前記式(a2−1)中、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。 In the formula (a2-1), the divalent linking group of Ya 21 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, or a divalent linking group containing a hetero atom. Etc. are mentioned as a suitable thing.
Ya21における2価の炭化水素基としては、上述した式(a0−1)中のVa0における2価の炭化水素基についての説明で挙げた基と同様のものが挙げられる。Ya21における2価の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、炭素数1〜5の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。 Examples of the divalent hydrocarbon group for Ya 21 include the same groups as those described above for the divalent hydrocarbon group for Va 0 in formula (a0-1). Examples of the substituent that the divalent hydrocarbon group for Ya 21 may have include, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydroxyl group. , Carbonyl group and the like.
Ya21における、ヘテロ原子を含む2価の連結基の好ましいものとしては、例えば、−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)2−、−S(=O)2−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21−、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−、−Y21−O−C(=O)−Y22−または−Y21−S(=O)2−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−、−C(=O)−NH−C(=O)−、−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。
一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21−、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−、−Y21−O−C(=O)−Y22−または−Y21−S(=O)2−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。
Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基において、m”は0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。なかでも、式−(CH2)a’−C(=O)−O−(CH2)b’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
Preferred examples of the divalent linking group containing a hetero atom in Ya 21 include, for example, -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC(=O). ) -O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group and 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 -, - Y 21 -O-C (= O) A group represented by —Y 22 — or —Y 21 —S(═O) 2 —O—Y 22 — [wherein, Y 21 and Y 22 may each independently have a substituent 2 It is a valent hydrocarbon group, O is an oxygen atom, and m″ is an integer of 0 to 3. ] Etc. are mentioned.
The divalent linking group containing a hetero atom is -C(=O)-NH-, -C(=O)-NH-C(=O)-, -NH-, -NH-C(=NH). In the case of −, the H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or acyl. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21 -, - [Y 21 - C (= O) -O] m "-Y 22 -, - Y 21 -O-C (= O) -Y 22 - or -Y 21 -S (= O) 2 -O-Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently represent a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and the divalent hydrocarbon group is mentioned in the description of the divalent linking group. (The divalent hydrocarbon group which may have a substituent).
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 group is particularly preferred among them, the formula -. (CH 2) a ' -C (= O) -O- (CH 2) b' -. in the group represented by the formula in the formula, a 'is 1 It is an integer of 10, an integer of 1 to 8 is preferable, an integer of 1 to 5 is more preferable, 1 or 2 is further preferable, and 1 is most preferable.b'is an integer of 1 to 10 and 1 to 8 Is preferred, an integer from 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is even more preferred, and 1 is most preferred.
Ya21としては、単結合、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、又はこれらの組合せであることが好ましい。 Ya 21 is preferably a single bond, an ester bond [—C(═O)—O—], an ether bond (—O—), a linear or branched alkylene group, or a combination thereof. ..
前記式(a2−1)中、La21は、−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−である。
R’は、水素原子又はメチル基を示す。
但し、La21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。
In the formula (a2-1), La 21 is —O—, —COO—, —CON(R′)—, —OCO—, —CONHCO— or —CONHCS—.
R'represents a hydrogen atom or a methyl group.
However, when La 21 is -O-, Ya 21 does not become -CO-.
前記式(a2−1)中、Ra21は、ラクトン含有環式基、−SO2−含有環式基又はカーボネート含有環式基である。
Ra21におけるラクトン含有環式基、−SO2−含有環式基、カーボネート含有環式基としては、それぞれ、上述した一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表される基、一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される基、一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)でそれぞれ表される基が好適に挙げられる。
中でも、Ra21は、ラクトン含有環式基又は−SO2−含有環式基が好ましく、前記一般式(a2−r−1)、(a2−r−2)、(a2−r−6)又は(a5−r−1)でそれぞれ表される基がより好ましい。具体的には、前記化学式(r−lc−1−1)〜(r−lc−1−7)、(r−lc−2−1)〜(r−lc−2−18)、(r−lc−6−1)、(r−sl−1−1)、(r−sl−1−18)でそれぞれ表される、いずれかの基がより好ましい。
In the formula (a2-1), Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.
The lactone-containing cyclic group, —SO 2 — containing cyclic group and carbonate-containing cyclic group for Ra 21 are each represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described above. Group represented by formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), and a group represented by formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. A group is preferable.
Among them, Ra 21 is preferably a lactone-containing cyclic group or a —SO 2 — containing cyclic group, and is represented by the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), (a2-r-6) or The groups each represented by (a5-r-1) are more preferred. Specifically, the chemical formulas (r-lc-1-1) to (r-lc-1-7), (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18), (r- Any group represented by each of lc-6-1), (r-sl-1-1), and (r-sl-1-18) is more preferable.
(A1)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよく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、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1〜70モル%であることが好ましく、3〜60モル%であることがより好ましく、5〜50モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a2)の割合が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、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、一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスをとることができ、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 1 to 70 mol% based on the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). Is more preferable, 3 to 60 mol% is more preferable, and 5 to 50 mol% is further preferable.
When the proportion of the structural unit (a2) is at least the lower limit value of the above-mentioned preferred range, the effect of incorporating the structural unit (a2) is sufficiently obtained, while it is at most the upper limit value of the above-mentioned preferred range. And other structural units can be balanced, and various lithographic characteristics and pattern shapes are improved.
構成単位(a3)について:
(A1)成分は、構成単位(a0)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)を有してもよい(但し、上述した構成単位(a0)、構成単位(a1)、構成単位(a2)のいずれかに該当するものを除く)。
(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。
About the structural unit (a3):
The component (A1) may further have a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group in addition to the structural unit (a0) (provided that the above structural unit (a0), (Excluding those corresponding to either the unit (a1) or the structural unit (a2)).
When the component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of the component (A) is increased, which contributes to improvement in resolution.
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。
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 replaced with a fluorine atom, and the like, 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 can be appropriately selected and used from, for example, a large number of groups proposed in resins for resist compositions for ArF excimer lasers. 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 preferable. Examples of the polycyclic group include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, and the like. Specific examples include groups in which two or more hydrogen atoms have been removed from a polycycloalkane 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 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 a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and is a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Constituent units containing are preferred.
When the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, the structural unit (a3) is derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), a structural unit represented by the formula (a3-2), or a formula (a3-2) is preferable. The structural unit represented by a3-3) is preferred.
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、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl groups are bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group be bonded to the 3-position of the adamantyl group.
j is preferably 1, and a hydroxyl group bonded to the 3rd position of the adamantyl group is particularly preferable.
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。 In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
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 formula (a3-3), t′ is preferably 1. It is preferable that l is 1. It is preferable that s is 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
(A1)成分が有する構成単位(a3)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜50モル%であることが好ましく、1〜40モル%であることがより好ましく、3〜30モル%であることがさらに好ましく、10〜20モル%が特に好ましい。
構成単位(a3)の割合を、好ましい下限値以上とすることにより、レジストパターン形成において解像性がより高まる。一方、好ましい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.
When the component (A1) has the structural unit (a3), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 1 to 50 mol% based on the total of all structural units constituting the component (A1), It is more preferably from 1 to 40 mol%, further preferably from 3 to 30 mol%, particularly preferably from 10 to 20 mol%.
When the ratio of the structural unit (a3) is not less than the preferable lower limit value, the resolution is further improved in resist pattern formation. On the other hand, when the content is not more than the preferred upper limit, it becomes easy to balance with other structural units.
構成単位(a4)について:
(A1)成分は、構成単位(a0)に加えて、さらに、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4)を有してもよい。
(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、(A)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に溶剤現像プロセスの場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与する。
構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により当該レジスト組成物中に酸が発生した際(例えば、露光により酸を発生する構成単位又は(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、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)でそれぞれ表される構成単位を例示することができる。
About the structural unit (a4):
The component (A1) may further have a structural unit (a4) containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group, in addition to the structural unit (a0).
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 (A) is increased. The improvement in hydrophobicity contributes to the improvement in resolution, resist pattern shape, etc., particularly in the case of a solvent development process.
The “acid non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) means that when an acid is generated in the resist composition by exposure (for example, an acid is generated from the structural unit or the component (B) which generates an acid by exposure). A cyclic group that remains in the structural unit without being dissociated even when the acid acts.
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. As the cyclic group, many ones conventionally known as those used as a resin component of a resist composition for ArF excimer laser, KrF excimer laser (preferably ArF excimer laser) and the like can be used. ..
Particularly, 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 structural units represented by general formulas (a4-1) to (a4-7) shown below.
(A1)成分が有する構成単位(a4)は、1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対して1〜40モル%であることが好ましく、5〜20モル%であることがより好ましい。
構成単位(a4)の割合を、好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a4)を含有させることによる効果が充分に得られ、一方、好ましい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 (a4) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has the structural unit (a4), the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 40 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the component (A1), It is more preferably 5 to 20 mol %.
By setting the proportion of the structural unit (a4) to the preferred lower limit or more, the effect of incorporating the structural unit (a4) can be sufficiently obtained, while setting the ratio to the preferred upper limit or less allows other structural units to be included. It becomes easy to balance with.
本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)を含むものである。
該(A1)成分としては、例えば、構成単位(a0)と構成単位(a2)とを有する高分子化合物、構成単位(a0)と構成単位(a2)と構成単位(a3)とを有する高分子化合物が挙げられる。
該(A1)成分として具体的には、構成単位(a0)と構成単位(a2)と構成単位(a3)との繰り返し構造からなる共重合体が好ましい。
In the resist composition of the present embodiment, the component (A) contains the polymer compound (A1) having the structural unit (a0).
Examples of the component (A1) include a polymer compound having the structural unit (a0) and the structural unit (a2), and a polymer having the structural unit (a0), the structural unit (a2) and the structural unit (a3). Compounds.
As the component (A1), specifically, a copolymer having a repeating structure of a structural unit (a0), a structural unit (a2) and a structural unit (a3) is preferable.
(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(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000〜500000程度が好ましく、2000〜100000がより好ましく、3000〜50000がより好ましい。
(A1)成分のMwが、前記の好ましい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、一方、前記の好ましい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より良好となる。
(A1)成分の分子量分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0〜4.0程度が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.5〜2.5が特に好ましい。尚、Mnは数平均分子量を示す。
The weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) of the component (A1) is not particularly limited and is preferably about 1000 to 500000, more preferably 2000 to 100000, and more preferably 3000. -50000 is more preferable.
When the Mw of the component (A1) is not more than the upper limit of the above preferred range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, while on the other hand, it is not less than the above lower limit of the above preferred range. The dry etching resistance and the resist pattern sectional shape are improved.
The molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the component (A1) is not particularly limited and is preferably about 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and 1.5 to 2.5. Particularly preferred. In addition, Mn shows a number average molecular weight.
(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。
該(A1)成分の割合が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、高感度化や、ラフネス改善などの種々のリソグラフィー特性に優れたレジストパターンが形成されやすくなる。
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 component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 75% by mass or more, and 100% by mass based on the total mass of the component (A). May be
When the ratio of the component (A1) is at least the lower limit value of the above preferred range, a resist pattern excellent in various lithographic properties such as high sensitivity and roughness improvement will be easily formed.
・(A2)成分について
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、前記(A1)成分に該当しない、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(以下「(A2)成分」という。)を併用してもよい。
(A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のものから任意に選択して用いればよい。
(A2)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。
-Regarding Component (A2) In the resist composition of the present embodiment, as the component (A), a base component which does not correspond to the component (A1) and whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid (hereinafter referred to as “(A2) ) Component”)) may be used in combination.
The component (A2) is not particularly limited and may be arbitrarily selected from a large number of conventionally known base components for chemically amplified resist compositions.
As the component (A2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
本実施形態のレジスト組成物において、(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。
本実施形態のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the resist composition of this embodiment, as the component (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The content of the component (A) in the resist composition of the present embodiment may be adjusted according to the resist film thickness to be formed and the like.
<その他成分>
本実施形態のレジスト組成物は、上述した(A)成分に加えて、該(A)成分以外のその他成分をさらに含有してもよい。その他成分としては、例えば以下に示す(B)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
<Other ingredients>
The resist composition of the present embodiment may further contain other components other than the component (A) in addition to the component (A) described above. Examples of the other component include the following component (B), component (D), component (E), component (F), and component (S).
≪酸発生剤成分(B)≫
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分に加えて、さらに、酸発生剤成分(以下「(B)成分」という。)を含有してもよい。
(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;ビスアルキル又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)>>
The resist composition of the present embodiment may further contain an acid generator component (hereinafter referred to as “component (B)”) in addition to the component (A).
The component (B) is not particularly limited, and those which have been proposed as acid generators for chemically amplified resists 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 acid generators such as bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes and poly(bissulfonyl)diazomethanes. Acid generators: various types such as nitrobenzyl sulfonate-based acid generators, imino sulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators and the like can be mentioned. Above all, 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)”) and a general formula (b-2). A compound (hereinafter also referred to as “(b-2) component”) or a compound represented by the general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “(b-3) component”) can be used.
{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、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る。
{Anion part}
Anion moiety of component (b-1) In formula (b-1), R 101 represents a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, Alternatively, it is a chain alkenyl group which may have a substituent.
置換基を有していてもよい環式基:
該環式基は、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。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。また、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。
Cyclic group which may have a substituent:
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 aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
R101における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3〜30であることが好ましく、5〜30であることがより好ましく、5〜20がさらに好ましく、6〜15が特に好ましく、6〜10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。
R101におけ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、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。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。
R101における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:たとえば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)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 for R 101 is a hydrocarbon group having an aromatic ring. The aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably has 5 to 30 carbon atoms, further preferably has 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably has 6 to 15 carbon atoms, and most preferably has 6 to 10 carbon atoms. However, the carbon number does not include the carbon number in the substituent.
Specific examples of the aromatic ring contained in the aromatic hydrocarbon group for R 101 are benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a part of carbon atoms constituting these aromatic rings is substituted with a hetero atom. An aromatic heterocycle etc. are mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R 101 include a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), and one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is alkylene. Examples thereof include groups substituted with groups (for example, arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group and 2-naphthylethyl group). The alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
R101における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
この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1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、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。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個以上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1個以上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7〜30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure.
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure, an alicyclic hydrocarbon group (a group in which one hydrogen atom is removed from an aliphatic hydrocarbon ring), an alicyclic hydrocarbon group is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain-like aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
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 a polycyclic group or a monocyclic group. The monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms. Among them, the polycycloalkane includes a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; a condensed ring system such as a cyclic group having a steroid skeleton. A polycycloalkane having a polycyclic skeleton of is more preferable.
なかでも、R101における環状の脂肪族炭化水素基としては、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つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基が特に好ましく、アダマンチル基が最も好ましい。 Among them, the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkane or polycycloalkane, and more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane. Of these, an adamantyl group and a norbornyl group are particularly preferable, and an adamantyl group is the most preferable.
脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. Is more preferable, and 1-3 is the most preferable.
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 Alkylethylene group such as CH 3 ) 2 —CH 2 —; alkyl trimethylene group such as —CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 —; —CH(CH 3 ). Examples thereof include alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 — and —CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 —. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
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い。具体的には、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO2−含有環式基、その他上記の化学式(r−hr−1)〜(r−hr−16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。 Further, the cyclic hydrocarbon group for R 101 may contain a hetero atom such as a heterocycle. Specifically, the lactone-containing cyclic groups respectively represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) and the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-). -SO 2 respectively represented by 4) - containing cyclic group, other above formula (r-hr-1) include heterocyclic groups respectively represented by ~ (r-hr-16) .
R101の環式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。
置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(−CH2−)を置換する基である。
Examples of the substituent in the cyclic group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group and the like.
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 the most preferable.
The alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group, a tert-butoxy group, and a methoxy group. Most preferred is the group ethoxy.
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.
As the halogenated alkyl group as a substituent, a part or all of hydrogen atoms such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group are the above. A group substituted with a halogen atom can be mentioned.
The carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group (—CH 2 —) forming a cyclic hydrocarbon group.
置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基:
R101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、デカニル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
分岐鎖状のアルキル基としては、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-like alkyl group which may have a substituent:
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 group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group. Group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl 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.
置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基:
R101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−メチルビニル基、2−メチルビニル基、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
Chain-like alkenyl group which may have a substituent:
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 and even more preferably 2 to 4 Is particularly preferable. 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 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
Among the above, the chain alkenyl group is preferably a straight chain alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.
R101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 for 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 the cyclic group for R 101 above. Can be mentioned.
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;前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO2−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; each represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Lactone-containing cyclic group; —SO 2 —-containing cyclic groups each represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are preferable.
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。
Y101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。この組み合わせに、さらにスルホニル基(−SO2−)が連結されていてもよい。かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、たとえば下記一般式(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 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 atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms and the like.
Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include an oxygen atom (ether bond: -O-), an ester bond (-C(=O)-O-), an oxycarbonyl group (-O-C(=O). )-), amide bond (-C(=O)-NH-), carbonyl group (-C(=O)-), carbonate bond (-O-C(=O)-O-), etc. Examples include a combination of a non-hydrocarbon-based oxygen atom-containing linking group and an alkylene group. A sulfonyl group (—SO 2 —) may be further linked to this combination. Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include linking groups represented by the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7).
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く、炭素数1〜10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数1〜5のアルキレン基であることがさらに好ましい。 The divalent saturated hydrocarbon group for V′ 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. Is more preferable.
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[−CH2−];−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;エチレン基[−CH2CH2−];−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n−プロピレン基)[−CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[−CH2CH2CH2CH2−];−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[−CH2CH2CH2CH2CH2−]等が挙げられる。
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(b−1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基(単環式の脂環式炭化水素基、多環式の脂環式炭化水素基)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 a linear alkylene group is preferable.
As the alkylene group for V′ 101 and V′ 102 , specifically, a methylene group [—CH 2 —]; —CH(CH 3 )—, —CH(CH 2 CH 3 )—, and —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) CH 2 alkyl groups such as, trimethylene group (n- propylene group) [- CH 2 CH 2 CH 2 -]; - CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) tetramethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -];; - CH 2 alkyltetramethylene 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 tetramethylene group; pentamethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -] , and the like.
Moreover, a part of the 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 a cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1) (monocyclic alicyclic hydrocarbon group, polycyclic alicyclic hydrocarbon group). Is preferably a divalent group in which one more hydrogen atom is removed, and more preferably a cyclohexylene group, a 1,5-adamantylene group or a 2,6-adamantylene group.
Y101としては、エステル結合を含む2価の連結基、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より好ましい。 Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, and each is represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5). A linking group is more preferred.
式(b−1)中、V101は、単結合、アルキレン基又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 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 are 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、フッ素原子又は炭素数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 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、Y101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。 (B-1) Specific examples of the anion moiety of the component, for example, if the Y 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion or perfluorobutane sulfonate anion can be exemplified; Y 101 is In the case of a divalent linking group containing an oxygen atom, an anion represented by any of the following formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.
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 of 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 those similar to the substituent 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 above. , R 101 may be the same as the substituent which may substitute the aromatic hydrocarbon group.
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。 The chain alkyl group which may have a substituent in R″ 101 is preferably the group exemplified as the chain alkyl group in the above R 101. The chain alkyl group which may have a substituent in R″ 103 The chain alkenyl group which may be mentioned is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group for R 101 .
・(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。
R104、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、レジスト用溶剤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ため好ましい。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 have a cyclic group which may have a substituent or a substituent 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 groups as R 101 in the formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring.
R 104 and R 105 are preferably chain alkyl groups which may have a substituent, and are linear or branched alkyl groups or linear or branched fluorinated alkyl groups. Is more preferable.
The chain-like alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and further preferably 1 to 3 carbon atoms. The carbon number of the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible within the range of the above carbon number, for reasons such as good solubility in a resist solvent. Further, in the chain alkyl group of R 104 and R 105 , as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms is larger, the strength of the acid is stronger, and the high energy light of 200 nm or less and electron beam It is preferable because the transparency is improved. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination ratio is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms. It is a perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each of them is the same as V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
In formula (b-2), L 101 and 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、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、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
L103〜L105は、それぞれ独立に、単結合、−CO−又は−SO2−である。
-Anion part of component (b-3) In formula (b-3), R< 106 > to R< 108 > may each independently have a cyclic group which may have a substituent or a substituent 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 groups as R 101 in the 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は1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンであり、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、下記の一般式(ca−1)〜(ca−5)でそれぞれ表される有機カチオンが特に好ましい。
{Cation part}
In the formulas (b-1), (b-2) and (b-3), m is an integer of 1 or more, M'm + is an m-valent onium cation, and a sulfonium cation and an iodonium cation are preferable. Of these, organic cations represented by the following general formulas (ca-1) to (ca-5) are particularly preferable.
R201〜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。
R201〜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。
R201〜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。
R201〜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、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。
Examples of the aryl group for 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 preferably a chain or cyclic alkyl group having 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 the following. Examples thereof include groups represented by formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).
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、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、前述の式(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、上述の式(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 that may have a substituent, the chain alkyl group that may have a substituent, or the chain alkenyl group that may have a substituent of R′ 201 is as described above. In addition to the same as those of R 101 in the formula (b-1), a cyclic alkyl group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent may be mentioned above. The same as the acid dissociable group represented by the formula (a1-r-2) of
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−、−SO2−、−SO3−、−COO−、−CONH−または−N(RN)−(該RN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 bonded to each other to form a ring with the sulfur atom in the formula, a hetero atom such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom, or 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. You may couple|bond together via the functional group of. As the ring to be formed, one ring containing a sulfur atom in the formula in its ring skeleton 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, thiophene ring, thiazole ring, benzothiophene ring, thianthrene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, 9H-thioxanthene ring, thioxanthone ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, tetrahydro. Examples thereof include a thiophenium ring and a tetrahydrothiopyranium ring.
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、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, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and when they are alkyl groups, they are bonded to each other. You may form a ring.
R210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−SO2−含有環式基である。
R210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。
R210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。
R210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。
R210における、置換基を有していてもよい−SO2−含有環式基としては、前述の「−SO2−含有多環式基」又は「−SO2−含有単環式基」と同様のものが挙げられ、このなかでも「−SO2−含有多環式基」が好ましく、一般式(a5−r−1)で表される基がより好ましい。
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 an optionally substituted 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 preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
Examples of the —SO 2 — containing cyclic group which may have a substituent in R 210 include the aforementioned “—SO 2 — containing polycyclic group” or “—SO 2 — containing monocyclic group”. Examples thereof include the same ones, and among these, “—SO 2 — containing polycyclic group” is preferable, and the group represented by general formula (a5-r-1) is more preferable.
前記の式(ca−4)、式(ca−5)中、Y201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。
Y201におけるアリーレン基は、前述の式(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。
Y201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、前述の式(b−1)中のR101における鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基として例示した基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
In the above formulas (ca-4) and (ca-5), Y 201's each independently represent an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
Examples of the arylene group for Y 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the above formula (b-1).
Examples of the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the groups exemplified as the chain alkyl group and chain alkenyl group for R 101 in the above formula (b-1). ..
前記の式(ca−4)、式(ca−5)中、xは、1または2である。
W201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
W201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、上述の一般式(a2−1)中のYa21と同様の、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、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。
W201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 above formula (ca-4) and formula (ca-5), 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 a divalent hydrocarbon group similar to Ya 21 in the above general formula (a2-1) has a substituent. Examples thereof include a divalent hydrocarbon group which may be added. The divalent linking group for W 201 may be linear, branched, or cyclic, and is preferably cyclic. Of these, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of the arylene group is preferable. Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and a phenylene group is particularly preferable.
Examples of the trivalent linking group for W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group for W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like. Can be mentioned. As the trivalent linking group for W 201 , a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.
前記式(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−1−67)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。 Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-1) include cations represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-67).
前記式(ca−2)で表される好適なカチオンとして具体的には、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムカチオン等が挙げられる。 Specific examples of the suitable cation represented by the formula (ca-2) include a diphenyliodonium cation and a bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cation.
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 the suitable cation represented by the formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).
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 the suitable cation represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2).
また、前記式(ca−5)で表されるカチオンとしては、下記一般式(ca−5−1)〜(ca−5−3)でそれぞれ表されるカチオンも好ましい。 Further, as the cation represented by the formula (ca-5), cations represented by the following general formulas (ca-5-1) to (ca-5-3) are also preferable.
上記の中でも、カチオン部[(M’m+)1/m]は、一般式(ca−1)で表されるカチオンが好ましく、式(ca−1−1)〜(ca−1−67)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましい。 Among the above, the cation moiety [(M′ m+ ) 1/m ] is preferably a cation represented by the general formula (ca-1), and in the formulas (ca-1-1) to (ca-1-67), More preferred are the cations represented respectively.
(B)成分は、上述した酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、(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やすく、レジスト組成物としての保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (B), one type of acid generator described above may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (B), the content of the component (B) is preferably 0.5 to 60 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the component (A). , 1 to 40 parts by mass is more preferable.
By setting the content of the component (B) within the above range, pattern formation is sufficiently performed. Moreover, when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is easily obtained, and the storage stability as the resist composition is improved, which is preferable.
≪酸拡散制御剤成分(D)≫
本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分に加えて、又は、(A)成分及び(B)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」という。)を含有してもよい。(D)成分は、レジスト組成物において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。
(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。
<<Acid diffusion control agent component (D)>>
In addition to the component (A), or in addition to the components (A) and (B), the resist composition of the present embodiment further has an acid diffusion controller component (hereinafter referred to as “component (D)”). May be included. The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps an acid generated by exposure in the resist composition.
The component (D) may be a photodegradable base (D1) (hereinafter referred to as “(D1) component”) that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability, and is not included in the component (D1). It may be a nitrogen organic compound (D2) (hereinafter referred to as “component (D2)”).
・(D1)成分について
(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、露光部と未露光部と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、レジスト膜の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。
-Component (D1) By using a resist composition containing the component (D1), it is possible to improve the contrast between the exposed portion and the unexposed portion when forming a resist pattern.
The component (D1) is not particularly limited as long as it decomposes upon exposure and loses 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 referred to as “(d1- 3) component”). One or more compounds selected from the group consisting of) are preferable.
The components (d1-1) to (d1-3) do not act as a quencher because they decompose in the exposed portion of the resist film and lose the acid diffusion controllability (basicity), but act as a quencher in the unexposed portion. To do.
{(d1−1)成分}
・・アニオン部
式(d1−1)中、Rd1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、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、それぞれ前記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
これらのなかでも、Rd1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アルキル基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、フッ素化アルキル基、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、エーテル結合、エステル結合、またはこれらの組み合わせが挙げられる。エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、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。
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 moiety In 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 substituent. It may be a chain alkenyl group which may be the same as R 101 in the formula (b-1).
Among these, Rd 1 may have an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a substituent. A chain alkyl group is preferred. Examples of the substituent that these groups may have include a hydroxyl group, an oxo group, an alkyl group, an aryl group, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, and the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-). Examples thereof include a lactone-containing cyclic group represented by 7), an ether bond, an ester bond, or a combination thereof. When it contains an ether bond or an ester bond as a substituent, it may be via an alkylene group, and the substituent in this case is each represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5). A linking group is preferred.
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 or tetracyclododecane.
The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, Linear alkyl groups such as nonyl group and decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl Examples thereof include branched chain alkyl groups such as a group, a 2-ethylbutyl group, a 1-methylpentyl group, a 2-methylpentyl group, a 3-methylpentyl group and a 4-methylpentyl group.
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、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rd1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)であることが特に好ましい。
When the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the carbon number of the fluorinated alkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8 and 1 To 4 are more preferable. The fluorinated alkyl group may contain an atom other than a fluorine atom. Examples of the atom other than the fluorine atom include an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which a part or all of hydrogen atoms constituting a linear alkyl group are substituted with a fluorine atom, and a hydrogen atom constituting a linear alkyl group It is particularly preferable that all are fluorinated alkyl groups (linear perfluoroalkyl groups) 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。 Specific preferred examples of the anion moiety of the component (d1-1) are shown below.
・・カチオン部
式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
Mm+の有機カチオンとしては、前記一般式(ca−1)〜(ca−5)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、前記一般式(ca−1)で表されるカチオンがより好ましく、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−67)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
(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 m-valent organic cation.
Suitable examples of the organic cation of M m+ include those similar to the cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-5), and are represented by the general formula (ca-1). A cation is more preferable, and a cation represented by each of the formulas (ca-1-1) to (ca-1-67) is further preferable.
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、Rd2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、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、前記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rd2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)成分としてのクエンチング能が向上する。
Rd2としては、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、又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い。鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、3〜10であることがより好ましい。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。
Rd2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Rd1における炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)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}
..Anion moiety In formula (d1-2), Rd 2 has a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. A chain alkenyl group which may be present, and examples thereof include the same ones as R 101 in the above formula (b-1).
However, a fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 (not fluorine-substituted). Thereby, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability as the component (D) is improved.
Rd 2 is preferably a chain-like alkyl group which may have a substituent or an aliphatic cyclic group which may have a substituent. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 10 carbon atoms. As the aliphatic cyclic group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane or the like (which may have a substituent); one from camphor or the like It is more preferably a group excluding the above hydrogen atoms.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and as the substituent, the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group, Rd 1 in Rd 1 of the above formula (d1-1), Examples thereof include the same substituents that the chain alkyl group) may have.
以下に(d1−2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。 Specific preferred examples of the anion moiety of the component (d1-2) are shown below.
・・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 part In formula (d1-2), Mm + is an m-valent organic cation and is the same as Mm + in 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、Rd3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、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、前記式(b−1)中の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Rd1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 may have a substituent group cyclic group, substituent having optionally also good chain alkyl group, or a substituent Which may be a chain alkenyl group, and examples thereof include those similar to R 101 in the above formula (b-1), and a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group Is preferred. Among them, a fluorinated alkyl group is preferable, and a group similar to the fluorinated alkyl group for Rd 1 is more preferable.
式(d1−3)中、Rd4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、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、前記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。
なかでも、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。
Rd4におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又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。Rd4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。
Rd4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 include those similar to R 101 in the above formula (b-1).
Of these, 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. Part of the hydrogen atoms of the alkyl group of 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 methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n- Examples thereof include butoxy group and tert-butoxy group. Of these, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
Rd4におけるアルケニル基は、上記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられ、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よい。 Examples of the alkenyl group for Rd 4 include those similar to R 101 in the above formula (b-1), and a vinyl group, a propenyl group (allyl group), a 1-methylpropenyl group, and a 2-methylpropenyl group are preferable. 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.
Rd4における環式基は、上記式(b−1)中の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。Rd4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、Rd4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 as those for R 101 in the above formula (b-1). An alicyclic group excluding one or more hydrogen atoms, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group is preferable. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition is well dissolved in an organic solvent, and thus the lithographic properties are good. Further, when Rd 4 is an aromatic group, the resist composition has excellent light absorption efficiency in lithography using EUV or the like as an exposure light source, and sensitivity and lithographic properties are good.
式(d1−3)中、Yd1は、単結合または2価の連結基である。
Yd1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、上記式(a2−1)中のYa21における2価の連結基についての説明のなかで挙げた、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価の連結基と同様のものが挙げられる。
Yd1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。
In formula (d1-3), Yd 1 is 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 which may have a substituent (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group), a hetero atom-containing 2 Examples thereof include a valent linking group. These each include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent and a hetero atom, which are mentioned in the description of the divalent linking group for Ya 21 in the above formula (a2-1). The same thing as a bivalent coupling group is mentioned.
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, 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。 Specific preferred examples of the anion moiety of the component (d1-3) are shown below.
・・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 part In formula (d1-3), M m+ is an m-valent organic cation 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。
レジスト組成物が(D1)成分を含有する場合、(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やすい。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), only one type of the above-mentioned components (d1-1) to (d1-3) may be used, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (D1), the content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is more preferably 8 parts by mass and even more preferably 1 to 8 parts by mass.
When the content of the component (D1) is at least the preferable lower limit value, particularly good lithographic properties and resist pattern shapes are likely to be obtained. On the other hand, when it is at most the upper limit value, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.
(D1)成分の製造方法:
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。
また、(d1−3)成分の製造方法は、特に限定されず、例えば、US2012−0149916号公報に記載の方法と同様にして製造される。
Method for producing component (D1):
The method for producing the above-mentioned component (d1-1) and component (d1-2) is not particularly limited and can be produced by a known method.
The method for producing the component (d1-3) is not particularly limited, and for example, it is produced in the same manner as the method described in US2012-0149916.
・(D2)成分について
酸拡散制御剤成分としては、上記の(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、かつ、(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、脂肪族アミンが好ましく、この中でも特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンがより好ましい。
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NH3の水素原子の少なくとも1つを、炭素数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンもしく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。
-About component (D2) As the acid diffusion control agent component, a nitrogen-containing organic compound component (hereinafter referred to as "(D2) component") that does not correspond to the above-mentioned component (D1) may be contained.
The component (D2) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion controller and does not correspond to the component (D1), and any known component may be used. Of these, aliphatic amines are preferable, and of these, secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are particularly preferable.
The aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Examples of the aliphatic amine include amines (alkylamines or alkylalcoholamines) or cyclic amines 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 alkylamines and alkylalcoholamines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di-amine. -N-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine and other dialkylamines; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , Tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine and like trialkylamines; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, tri Examples include alkyl alcohol amines such as isopropanol amine, di-n-octanol amine, and tri-n-octanol amine. Among these, a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is 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.
The aliphatic polycyclic amine preferably has 6 to 10 carbon atoms, 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 can be mentioned.
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, tris{2 -(1-Methoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(1-ethoxyethoxy)ethyl}amine, tris{2-(1-ethoxypropoxy)ethyl}amine, tris[2-{2-(2-hydroxy) Examples thereof include ethoxy)ethoxy}ethyl]amine and triethanolamine triacetate, 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、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、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。
An aromatic amine may be used as the component (D2).
Examples of aromatic amines include 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine 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。
レジスト組成物が(D2)成分を含有する場合、(D2)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5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。
As the component (D2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (D2), the component (D2) is usually used in the range of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). By setting the content in the above range, the resist pattern shape, the stability over time of leaving and the like are improved.
≪有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)≫
本実施形態の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、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より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、例えば、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。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部の範囲で用いられる。
<<Organic carboxylic acid, and at least one compound (E) selected from the group consisting of phosphorus oxo acids and derivatives thereof>>
The resist composition of the present embodiment contains an organic carboxylic acid, and an oxo acid of phosphorus and its derivative as an optional component for the purpose of preventing sensitivity deterioration and improving resist pattern shape, stability over time and the like. At least one compound (E) selected from the group consisting of (E) (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, phosphinic acid and the like, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.
Examples of the oxo acid derivative of phosphorus include esters in which the hydrogen atom of the above oxo acid is replaced with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and 6 to 6 carbon atoms. The aryl group of 15 and the like can be mentioned.
Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as phosphoric acid di-n-butyl ester and phosphoric acid diphenyl ester.
Examples of the derivative of phosphonic acid include phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid-di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
Examples of the phosphinic acid derivative include phosphinic acid ester and phenylphosphinic acid.
As the component (E), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition contains the component (E), the component (E) is usually used in the range of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
≪フッ素添加剤成分(F)≫
本実施形態のレジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するために、フッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という。)を含有してもよい。
(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);酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)と該構成単位(f1)との共重合体;該構成単位(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、該構成単位(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)アクリレートから誘導される構成単位、1−メチル−1−アダマンチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位が好ましい。
≪Fluorine additive component (F)≫
The resist composition of the present embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as “(F) component”) in order to impart water repellency to the resist film.
Examples of the component (F) are described in JP2010-002870A, JP2010-032994A, JP2010-277043A, JP2011-13569A, and JP2011-128226A. The fluorine-containing polymer compound 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) consisting only of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid. And a structural unit (f1); a copolymer of the structural unit (f1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Is preferred. Here, as the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1), a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate, 1-methyl-1-adamantyl ( Structural units derived from (meth)acrylate are preferred.
式(f1−1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。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、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、nf1は1〜5の整数であり、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In formula (f1-1), R bonded to the carbon atom at the α-position is the same as above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
In formula (f1-1), examples of the halogen atom of Rf 102 and Rf 103 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 are the same as those of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. Be done. 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 a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group or an ethyl group is preferable.
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り、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1〜6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、−CH2−CF3、−CH2−CF2−CF3、−CH(CF3)2、−CH2−CH2−CF3、−CH2−CH2−CF2−CF2−CF2−CF3が特に好ましい。
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 has preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. Particularly preferably, the carbon number is 1 to 10.
Further, 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, more preferably 60% or more. Fluorination is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure increases.
Among them, as Rf 101 , a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and a trifluoromethyl group, —CH 2 —CF 3 , —CH 2 —CF 2 —CF 3 , —CH(CF 3). ) 2, -CH 2 -CH 2 -CF 3, it is -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 particularly preferred.
(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レジスト用溶剤への充分な溶解性があり、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) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (F) 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 at most the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is at least the lower limit of this range, dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good. .
The dispersity (Mw/Mn) of the component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.
(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(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.
When the resist composition contains the component (F), the component (F) is usually used in a proportion of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
本実施形態のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、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。 The resist composition of the present embodiment further includes, if desired, an additive that is miscible, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a dissolution inhibitor, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, an antihalation agent. , Dyes, and the like can be appropriately added and contained.
≪有機溶剤成分(S)≫
本実施形態のレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(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組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを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、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等を挙げることができる。
(S)成分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、シクロヘキサノンが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。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。さらに、PGMEAとPGMEとシクロヘキサノンとの混合溶剤も好ましい。
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(S)成分は用いられる。
≪ Organic solvent component (S)≫
The resist composition of this embodiment can be produced by dissolving the resist material in an organic solvent component (hereinafter sometimes referred to as “(S) component”).
As the component (S), any component capable of dissolving each component used to form a uniform solution may be used, and any one of the conventionally known solvents for chemically amplified resist compositions may be appropriately used. It can be selected and used.
For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol and the like. Polyhydric alcohols; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, monomethyl ethers of the polyhydric alcohols or compounds having an ester bond, monoethyl Derivatives of polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers such as ether, monopropyl ether, monobutyl ether or compounds having an ether bond such as monophenyl ether [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl Ether (PGME) is preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethoxy. Esters such as ethyl propionate; such as anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, mesitylene, etc. Examples thereof include aromatic organic solvents and dimethyl sulfoxide (DMSO).
The component (S) may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
Among them, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, EL and cyclohexanone are preferable.
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 preferably 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 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. . When PGME is blended as the polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and further preferably 3:7 to 7:. It is 3. Further, a mixed solvent of PGMEA, PGME and cyclohexanone is also preferable.
In addition, as the component (S), a mixed solvent of γ-butyrolactone with at least one selected from PGMEA and EL is also preferable. In this case, as the mixing ratio, the mass ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95:5.
The amount of the component (S) used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration such that it can be coated on a substrate or the like. Generally, the component (S) is used such that the solid content concentration of the resist composition is in the range of 1 to 20% by mass, preferably 2 to 15% by mass.
以上説明した本実施形態のレジスト組成物によれば、レジストパターンの形成において、感度をより高められ、レジストパターン形状の更なる向上を図れる、という効果が得られる。
実施形態のレジスト組成物は、基材成分(A)として、一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)、が用いられている。この構成単位(a0)は、一般式(a0−r1−1)で表される酸解離性基、を側鎖末端に有する。かかる酸解離性基には、第4級炭素原子(Ya0)と、極性基と、が含まれる。
かかる酸解離性基に第4級炭素原子(Ya0)が含まれていることで、酸解離性基に第3級炭素原子が存在している場合に比べて、レジストパターンを形成する際、露光による酸解離性が向上しやすい。このため、反応性が高められて、高感度化が図られる。加えて、現像により、高い溶解コントラストを得ることができる。
また、かかる酸解離性基に極性基が含まれていることで、有機溶剤を含む現像液に対する溶解性を低く抑えられる。このため、溶剤現像の際、レジスト膜露光部において、酸解離性基が分解せずに残存した場合や、分解物としてレジスト膜中に残存した場合に、レジスト膜露光部の有機系現像液に対する溶解速度が上昇しにくくなることで、パターン部の膜減りを抑止することが可能になる。加えて、パターン境界部の部分的な溶解も抑止することが可能になる。さらに、かかる酸解離性基に極性基が含まれていることで、アルカリ現像液に対する親和性が高められる。このため、アルカリ現像の際、アルカリ現像液への溶解性が高くなることで、より均一、かつ、スムーズに現像が進行する。
上述したような作用によって、実施形態のレジスト組成物を用いたレジストパターンの形成においては、パターン寸法の面内均一性(CDU)、真円性(Circularity)等のリソグラフィー特性がより向上し、良好な形状のレジストパターンを形成できる。
According to the resist composition of the present embodiment described above, in the formation of the resist pattern, it is possible to obtain the effects that the sensitivity can be further enhanced and the shape of the resist pattern can be further improved.
In the resist composition of the embodiment, a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) is used as a base material component (A). This structural unit (a0) has an acid dissociable group represented by general formula (a0-r1-1) at the side chain terminal. Such acid-dissociable group, a quaternary carbon atom (Ya 0), and a polar group, include.
When the acid dissociable group contains a quaternary carbon atom (Ya 0 ), when the resist pattern is formed, as compared with the case where the acid dissociable group has a tertiary carbon atom, The acid dissociation property by exposure is easily improved. Therefore, the reactivity is enhanced and the sensitivity is enhanced. In addition, high dissolution contrast can be obtained by development.
Further, since the acid dissociable group contains a polar group, the solubility in a developing solution containing an organic solvent can be suppressed to be low. Therefore, during solvent development, in the exposed portion of the resist film, when the acid dissociable group remains without being decomposed or remains in the resist film as a decomposed product, the organic developer in the exposed portion of the resist film Since it becomes difficult for the dissolution rate to increase, it becomes possible to suppress the film loss of the pattern portion. In addition, it becomes possible to prevent partial dissolution of the pattern boundary portion. Furthermore, since the acid dissociable group contains a polar group, the affinity for the alkali developing solution can be improved. For this reason, at the time of alkali development, the solubility in the alkali developing solution becomes high, so that the development proceeds more uniformly and smoothly.
Due to the above-described action, in forming a resist pattern using the resist composition of the embodiment, lithography properties such as in-plane uniformity (CDU) of pattern dimensions and circularity (circularity) are further improved, which is favorable. A resist pattern of various shapes can be formed.
(レジストパターン形成方法)
本実施形態のレジストパターン形成方法は、支持体上に、上述した(レジスト組成物)を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有する。
かかる実施形態のレジストパターン形成方法は、例えば以下のようにして行うことができる。
(Method of forming resist pattern)
The resist pattern forming method of the present embodiment, the step of forming a resist film using the above-mentioned (resist composition) on the support, exposing the resist film, and developing the resist film after the exposure And a resist pattern is formed.
The resist pattern forming method of this embodiment can be performed as follows, for example.
まず、支持体上に、上述した本実施形態のレジスト組成物を、スピンナーなどで塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば80〜150℃の温度条件にて40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施してレジスト膜を形成する。
次に、該レジスト膜に対し、例えばArF露光装置、電子線描画装置、EUV露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光またはマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等による選択的露光を行った後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、たとえば80〜150℃の温度条件にて40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。
次に、前記レジスト膜を現像処理する。現像処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を用いて行う。
現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理またはリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を、超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
現像処理後またはリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
このようにして、レジストパターンを形成することができる。
First, the resist composition of the present embodiment described above is applied on a support by a spinner or the like, and a baking (post-apply bake (PAB)) treatment is performed for 40 to 120 seconds under a temperature condition of 80 to 150° C., for example. Preferably for 60 to 90 seconds to form a resist film.
Next, using an exposure device such as an ArF exposure device, an electron beam exposure device, and an EUV exposure device, the resist film is exposed through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed or a mask pattern is formed. After performing selective exposure such as drawing by direct irradiation with an electron beam without intervention, baking (post exposure bake (PEB)) treatment is performed for 40 to 120 seconds at a temperature condition of 80 to 150° C., preferably 60 to Apply for 90 seconds.
Next, the resist film is developed. The development treatment is performed using an alkali developing solution in the case of an alkali developing process, and using a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) in the case of a solvent developing process.
After the development processing, rinsing processing is preferably performed. The rinse treatment is preferably a water rinse using pure water in the case of an alkali development process, and preferably a rinse liquid containing an organic solvent in the case of a solvent development process.
In the case of the solvent developing process, after the developing process or the rinsing process, a process of removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.
After development or rinsing, drying is performed. In some cases, a bake treatment (post bake) may be performed after the above development treatment.
In this way, the resist pattern can be formed.
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が挙げられる。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。
The support is not particularly limited, and a conventionally known support can be used, and examples thereof include a substrate for electronic parts, and a support having a predetermined wiring pattern formed thereon. More specifically, a silicon wafer, a substrate made of metal such as copper, chromium, iron, and aluminum, a glass substrate, or the like can be given. As the material of the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used.
Further, the support may be the above-mentioned substrate on which an inorganic and/or organic film is provided. Examples of the inorganic film include an inorganic antireflection film (inorganic BARC). Examples of the organic film include an organic antireflection film (organic BARC) and an organic film such as a lower organic film in a multilayer resist method.
Here, the multi-layer 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 the resist pattern formed on the upper resist film is used as a mask. It is a method of patterning the lower organic film and is said to be capable of forming a pattern with a high aspect ratio. That is, according to the multi-layer resist method, since the required thickness can be secured by the lower organic film, the resist film can be thinned 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 (two-layer resist method), and one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film. A method of forming a multi-layered structure having three or more layers (three-layer resist method) provided with (metal thin film etc.).
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、F2エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線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く、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用として特に有用である。 The wavelength used for exposure is not particularly limited, and includes ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. It can be done using radiation. The resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, and is particularly useful for 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、C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、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ロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物、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 a normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or a 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 previously filled with a solvent (immersion medium) having a refractive index higher than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. It is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of the solvent is not particularly limited as long as it falls within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that 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 , and C 5 H 3 F 7 as a main component. Examples thereof include liquids, those having a boiling point of 70 to 180° C. are preferable, and those having a boiling point of 80 to 160° C. are more preferable. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point within the above range because the medium used for immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of the perfluoroalkyl compound include a perfluoroalkyl ether compound and a perfluoroalkylamine compound.
Further, specifically, examples of the perfluoroalkyl ether compound include perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point: 102° C.), and examples of the perfluoroalkylamine compound include perfluorotributylamine( The boiling point is 174° C.).
As the liquid immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental problems, 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。
溶剤現像プロセスで現像処理に用いる有機系現像液が含有する有機溶剤としては、(A)成分(露光前の(A)成分)を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中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、アルコール系溶剤、ニトリル系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
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る。「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。ニトリル系溶剤は、構造中にニトリル基を含む有機溶剤である。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、エーテル系溶剤のいずれにも該当するものとする。
炭化水素系溶剤は、ハロゲン化されていてもよい炭化水素からなり、ハロゲン原子以外の置換基を有さない炭化水素溶剤である。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。
有機系現像液が含有する有機溶剤としては、上記の中でも、極性溶剤が好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が好ましい。
Examples of the alkaline developing solution used for the developing treatment in the alkaline developing process include 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
The organic solvent contained in the organic developing solution used for the developing treatment in the solvent developing process may be any one capable of dissolving the component (A) (component (A) before exposure), and among known organic solvents. It can be selected appropriately. Specific examples thereof include polar solvents such as a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, a nitrile solvent, an amide solvent, an ether solvent, and a hydrocarbon solvent.
The ketone solvent is an organic solvent containing C—C(═O)—C in the structure. The ester solvent is an organic solvent containing C—C(═O)—O—C in the structure. The alcohol solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in its structure. "Alcoholic hydroxyl group" means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group. A nitrile solvent is an organic solvent containing a nitrile group in its structure. The amide solvent is an organic solvent containing an amide group in its structure. The ether solvent is an organic solvent containing C—O—C in the structure.
Among the organic solvents, there are also organic solvents containing a plurality of functional groups that characterize the above-mentioned respective solvents in the structure, but in that case, the organic solvent corresponds to any solvent species containing a functional group. I shall. For example, diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol solvents and ether solvents in the above classification.
The hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent which may be halogenated and does not have a substituent other than a halogen atom. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
Among the above, the organic solvent contained in the organic developer is preferably a polar solvent, and is preferably a ketone solvent, an ester solvent, a nitrile solvent, or the like.
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。これらの中でも、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。 Examples of the ketone solvent include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutylketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone. , Methyl isobutyl ketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetonyl alcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, propylene carbonate, γ-butyrolactone, methylamylketone (2-heptanone) and the like. Among these, methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable as the ketone solvent.
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。これらの中でも、エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。 Examples of the ester solvent include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, 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 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-methoxypentyl acetate, 4-methyl-4-methoxypentyl acetate, propylene glycol diacetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, formic acid Propyl, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, ethyl carbonate, propyl carbonate, butyl carbonate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, butyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl propionate, propionic acid Ethyl, propyl propionate, isopropyl propionate, methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-methoxypropionate, ethyl-3-ethoxypropionate , Propyl-3-methoxypropionate and the like. Of these, butyl acetate is preferable as the ester solvent.
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。 Examples of the nitrile solvent include acetonitrile, propionitolyl, valeronitrile, butyronitol and the like.
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、特に限定されないが、たとえばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性の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、有機系現像液の全量に対して、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。
If desired, known additives can be added to the organic developer. Examples of the additive include a surfactant. Although the surfactant is not particularly limited, for example, an ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactant or the like can be used. As the surfactant, a nonionic surfactant is preferable, and a nonionic fluorine-based surfactant or a nonionic silicon-based surfactant is more preferable.
When the surfactant is blended, the blending amount thereof is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0. 5 mass% is more preferable.
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続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The development treatment can be carried out by a known development method, for example, a method of dipping the support in a developing solution for a certain period of time (dip method), or raising the developing solution to the surface of the support by surface tension and then standing still for a certain period of time. Method (paddle method), spraying the developer on the surface of the support (spray method), and applying the developer while scanning the developer application nozzle at a constant speed on the support rotating at a constant speed. A method of continuing (dynamic dispensing method) and the like can be mentioned.
溶剤現像プロセスで現像処理後のリンス処理に用いるリンス液が含有す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、分岐状又は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、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種以上を併用してもよい。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。
リンス液には、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、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、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、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性の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。
As the organic solvent contained in the rinse liquid used in the rinse treatment after the development treatment in the solvent development process, for example, among the organic solvents used as the organic solvent used in the organic developer, one which does not easily dissolve the resist pattern is appropriately selected. Can be used. Usually, at least one solvent selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent and an ether solvent is used. Among these, at least one selected from a hydrocarbon solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent and an amide solvent is preferable, and at least one selected from an alcohol solvent and an ester solvent. More preferably, alcohol solvents are particularly preferable.
The alcohol solvent used for the rinse 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, and benzyl alcohol. Be done. Among these, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferable, and 1-hexanol and 2-hexanol are more preferable.
These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be used by mixing with an organic solvent or water other than the above. However, considering development characteristics, the content of water in the rinse liquid is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass, based on the total amount of the rinse liquid. The following are particularly preferred.
Known additives may be added to the rinse liquid, if necessary. Examples of the additive include a surfactant. As the surfactant, the same ones as mentioned above can be mentioned, and a nonionic surfactant is preferable, and a nonionic fluorine-based surfactant or a nonionic silicon-based surfactant is more preferable.
When compounding a surfactant, the compounding quantity is usually 0.001 to 5 mass%, preferably 0.005 to 2 mass%, and 0.01 to 0.5 mass% with respect to the total amount of the rinse liquid. % Is more preferable.
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。該リンス処理の方法としては、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 rinse treatment (washing treatment) using the rinse liquid can be carried out by a known rinse method. Examples of the rinsing method include a method of continuously applying a rinsing liquid onto a support rotating at a constant speed (rotational coating method), a method of immersing the support in the rinsing liquid for a certain time (dip method), Examples thereof include a method of spraying a rinse liquid on the surface of the support (spray method).
以上説明した本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、上述した(レジスト組成物)が用いられているため、高感度化及びリソグラフィー特性の向上が図れ、より良好な形状のレジストパターンを形成できる。 According to the resist pattern forming method of the present embodiment described above, since the above-mentioned (resist composition) is used, it is possible to improve the sensitivity and the lithography characteristics and form a resist pattern having a better shape. ..
(高分子化合物)
本実施形態の高分子化合物は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有するものである。
(Polymer compound)
The polymer compound of the present embodiment has a structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) shown below.
実施形態の高分子化合物において、前記構成単位(a0)の割合は、例えば、レジスト組成物用のベース樹脂に適用した場合、前記高分子化合物を構成する全構成単位の合計に対して10〜70モル%が好ましく、特に好ましくは20〜50モル%である。 In the polymer compound of the embodiment, the ratio of the structural unit (a0) is, for example, 10 to 70 with respect to the total of all structural units constituting the polymer compound when applied to a base resin for a resist composition. Mol% is preferable, and 20 to 50 mol% is particularly preferable.
かかる実施形態の高分子化合物は、上述した(レジスト組成物)についての説明における(A1)成分(構成単位(a0)を有する高分子化合物)と同じものであり、構成単位(a0)以外に有してもよい構成単位の種類、(A1)成分中の各構成単位の含有割合などについては上記と同様である。 The polymer compound of this embodiment is the same as the component (A1) (polymer compound having the structural unit (a0)) in the description of the (resist composition) described above, and is present in addition to the structural unit (a0). The types of constituent units that may be used, the content ratio of each constituent unit in the component (A1), and the like are the same as above.
かかる実施形態の高分子化合物は、構成単位(a0)を誘導するモノマーと、必要に応じて構成単位(a0)以外の構成単位を誘導するモノマーと、を重合溶媒に溶解し、ここに、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(たとえばV−601など)等のラジカル重合開始剤を加えて重合することにより製造することができる。
なお、重合の際に、例えば、HS−CH2−CH2−CH2−C(CF3)2−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF3)2−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
In the polymer compound of such an embodiment, a monomer that induces the structural unit (a0) and, if necessary, a monomer that induces a structural unit other than the structural unit (a0) are dissolved in a polymerization solvent. It can be produced by adding a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate (for example, V-601) and polymerizing.
Incidentally, during the polymerization, for example, by using a combination of chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C (CF 3) 2 -OH, -C terminated (CF 3) A 2- OH group may be introduced. As described above, the copolymer having a hydroxyalkyl group in which a part of hydrogen atoms of an alkyl group is substituted with a fluorine atom is introduced, reduction of development defects and LER (line edge roughness: uneven unevenness of line side wall). Is effective in reducing
構成単位(a0)を誘導するモノマーは、例えば、国際公開第2013/042694号の段落0087及び段落0090に記載の合成を参照した方法により製造することができる。 The monomer for deriving the structural unit (a0) can be produced, for example, by the method referring to the synthesis described in paragraphs 0087 and 0090 of WO 2013/042694.
本実施形態の高分子化合物は、レジスト組成物用のベース樹脂として有用である新規な物質であり、膜形成能を有する基材成分、加えて、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分((A1)成分)としてレジスト組成物に好適に配合できる。 The polymer compound of the present embodiment is a novel substance that is useful as a base resin for a resist composition, and has a film-forming base material component, and in addition, its solubility in a developer is changed by the action of an acid. The resin component ((A1) component) can be suitably added to the resist composition.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<モノマー(a01)の製造例>
国際公開第2013/042694号の段落0087及び段落0090に記載の合成例を参照し、原料として2,2−ジメチル−3−メトキシプロピオン酸メチル等を用いて合成を行い、目的のモノマー(a01)すなわち下記のNMR特性を有する1−(2’−メトキシ−1’,1’−ジメチルエチル)シクロペンタン−1−イル=メタクリラートを得た。
<Production Example of Monomer (a01)>
With reference to the synthesis examples described in paragraphs 0087 and 0090 of WO 2013/042694, the synthesis is performed using methyl 2,2-dimethyl-3-methoxypropionate or the like as a raw material to obtain the target monomer (a01). That is, 1-(2′-methoxy-1′,1′-dimethylethyl)cyclopentan-1-yl methacrylate having the following NMR characteristics was obtained.
得られたモノマー(a01)についてNMR測定を行い、以下の結果よりその構造を同定した。
1H−NMR(CDCl3)δ(ppm)=6.00(m,1H),5.47(m,1H),3.10(s,3H),3.08(s,2H),2.20−2.12(m,2H),2.05−1.95(m,4H),1.93(t,3H),1.60−1.50(m,2H),1.02(s,6H).
The obtained monomer (a01) was subjected to NMR measurement, and its structure was identified by the following results.
1 H-NMR (CDCl 3 ) δ (ppm)=6.00 (m, 1H), 5.47 (m, 1H), 3.10 (s, 3H), 3.08 (s, 2H), 2 .20-2.12 (m, 2H), 2.05-1.95 (m, 4H), 1.93 (t, 3H), 1.60-1.50 (m, 2H), 1.02. (S, 6H).
<基材成分(高分子化合物)の製造例>
本実施例に用いた高分子化合物を以下のようにして製造した(特許文献2:特開2015−169843号公報を参照)。
<Production example of base material component (polymer compound)>
The polymer compound used in this example was produced as follows (see Patent Document 2: JP-A-2015-169843).
温度計、還流管、窒素導入管を繋いだセパラブルフラスコに、26.40gのメチルエチルケトン(MEK)を入れて、80℃に加熱した。ここに、3.5gのモノマー(a21)と、1.1gのモノマー(a22)と、4.59gのモノマー(a01)と、0.9gのモノマー(a31)と、重合開始剤として0.79gのアゾビスイソ酪酸ジメチル(V−601)と、を74.67gのMEKに溶解させた溶液を、窒素雰囲気下、4時間かけて滴下した。滴下終了後、この反応液を1時間加熱撹拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。得られた反応重合液を、大量のn−ヘプタンに滴下して重合体を析出させる操作を行い、沈殿した白色粉体をろ別、乾燥して、目的の高分子化合物(A1−1)6.7gを得た。 26.40 g of methyl ethyl ketone (MEK) was put into a separable flask connected with a thermometer, a reflux tube, and a nitrogen introducing tube, and heated to 80°C. Here, 3.5 g of the monomer (a21), 1.1 g of the monomer (a22), 4.59 g of the monomer (a01), 0.9 g of the monomer (a31), and 0.79 g of the polymerization initiator. Of dimethyl azobisisobutyrate (V-601) of Example 1 was dissolved in 74.67 g of MEK, and the solution was added dropwise over 4 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of dropping, the reaction solution was heated and stirred for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The obtained reaction polymerization liquid is dropped into a large amount of n-heptane to precipitate a polymer, and the precipitated white powder is filtered and dried to obtain the target polymer compound (A1-1)6. 0.7 g was obtained.
得られた高分子化合物(A1−1)について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は7900であり、また、分子量分散度(Mw/Mn)は1.61であった。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n/o=3/1/5/1であった。 Regarding the obtained polymer compound (A1-1), the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7,900, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.61. .. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n/o=3/1/5/1.
<レジスト組成物の調製>
(実施例1、比較例1〜4)
表1に示す各成分を混合して溶解し、各例のレジスト組成物(固形分濃度3.0質量%)をそれぞれ調製した。
<Preparation of resist composition>
(Example 1, Comparative Examples 1 to 4)
The components shown in Table 1 were mixed and dissolved to prepare the resist composition of each example (solid content concentration 3.0% by mass).
表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A1)−1:上記の高分子化合物(A1−1)。
In Table 1, each abbreviation has the following meanings. The numerical value in [] is a compounding amount (part by mass).
(A1)-1: The polymer compound (A1-1).
(A2)−1:下記化学式(A2−1)で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は7000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.50。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n/o=3/1/5/1。 (A2)-1: A polymer compound represented by the following chemical formula (A2-1). The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 7,000, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.50. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n/o=3/1/5/1.
(A2)−2:下記化学式(A2−2)で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は7500、分子量分散度(Mw/Mn)は1.48。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n/o=3/1/5/1。 (A2)-2: A polymer compound represented by the following chemical formula (A2-2). The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement is 7,500, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) is 1.48. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n/o=3/1/5/1.
(A2)−3:下記化学式(A2−3)で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は5700、分子量分散度(Mw/Mn)は1.49。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n/o=3/1/5/1。 (A2)-3: A polymer compound represented by the following chemical formula (A2-3). The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 5700, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.49. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n/o=3/1/5/1.
(A2)−4:下記化学式(A2−4)で表される高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は6500、分子量分散度(Mw/Mn)は1.52。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m/n/o=3/1/5/1。 (A2)-4: A polymer compound represented by the following chemical formula (A2-4). The standard polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) determined by GPC measurement was 6,500, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.52. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m/n/o=3/1/5/1.
(B)−1:下記化学式(B−1)で表される化合物(酸発生剤)。
(D)−1:下記化学式(D−1)で表される化合物(酸拡散制御剤)。
(B)-1: A compound (acid generator) represented by the following chemical formula (B-1).
(D)-1: a compound (acid diffusion controller) represented by the following chemical formula (D-1).
(F)−1:下記化学式(F−1)で表される含フッ素高分子化合物。GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は15500、分子量分散度(Mw/Mn)は1.67。13C−NMRにより求められた共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=5/5。
(S)−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル/シクロヘキサノン=45/30/25(質量比)の混合溶剤。
(F)-1: A fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (F-1). The weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 15,500, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.67. The copolymerization composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) determined by 13 C-NMR was 1/m=5/5.
(S)-1: Mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate/propylene glycol monomethyl ether/cyclohexanone=45/30/25 (mass ratio).
<レジストパターンの形成>
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行うことにより乾燥して、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜に対し、ArF露光装置S610C(NA1.20;Annular,0.90/0.70)を用いて、ArFエキシマレーザー(193nm)を、ターゲット(ホール径67nm/ピッチ130nm)のマスクパターンを介して選択的に照射した。
その後、80℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行った。
次いで、23℃にて、酢酸ブチルを用いて30秒間の溶剤現像を行い、続けてリンス処理を行った。
その結果、ホール径73nm/ピッチ130nmのコンタクトホール(CH)パターンが形成された。
<Formation of resist pattern>
A resist composition of each example was applied on a 8-inch silicon substrate treated with hexamethyldisilazane (HMDS) by using a spinner, and prebaked (PAB) at a temperature of 110° C. for 60 seconds on a hot plate. By performing the treatment, it was dried to form a resist film having a film thickness of 90 nm.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film of the target (hole diameter 67 nm/pitch 130 nm) using an ArF exposure device S610C (NA1.20; Annual, 0.90/0.70). Irradiation was performed selectively through a mask pattern.
After that, a post-exposure heating (PEB) treatment was performed at 80° C. for 60 seconds.
Then, at 23° C., solvent development was performed for 30 seconds using butyl acetate, and then rinse treatment was performed.
As a result, a contact hole (CH) pattern having a hole diameter of 73 nm/pitch of 130 nm was formed.
[最適露光量(EOP)の評価]
前記の<レジストパターンの形成>によってターゲットサイズのCHパターンが形成される最適露光量EOP(mJ/cm2)を求めた。これを「EOP(mJ/cm2)」として表2に示した。
[Evaluation of optimum exposure amount (EOP)]
The optimum exposure dose EOP (mJ/cm 2 ) for forming the CH pattern of the target size by the above-mentioned <Formation of resist pattern> was determined. This is shown in Table 2 as "EOP (mJ/cm 2 )".
[パターン寸法の面内均一性(CDU)の評価]
前記の<レジストパターンの形成>によって形成されたCH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、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により、該CHパターンを上空から観察し、該CHパターン中の100個のホールのホール直径(nm)を測定した。その測定結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めた。これを「CDU(nm)」として表2に示した。
このようにして求められる3σは、その値が小さいほど、該レジスト膜に形成されたホールの寸法(CD)均一性が高いことを意味する。
[Evaluation of in-plane uniformity of pattern dimensions (CDU)]
With respect to the CH pattern formed by the above <Formation of resist pattern>, the CH pattern is emptied by a measuring SEM (scanning electron microscope, accelerating voltage 300V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). And the hole diameter (nm) of 100 holes in the CH pattern was measured. A triple value (3σ) of the standard deviation (σ) calculated from the measurement result was obtained. This is shown in Table 2 as "CDU (nm)".
The smaller the value of 3σ obtained in this way, the higher the uniformity (CD) of the holes formed in the resist film.
[真円性(Circularity)の評価]
前記の<レジストパターンの形成>によって形成されたCHパターン中の25個のホールを、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により上空から観察し、各ホールの中心から外縁までの距離を24方向測定した。その測定結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めた。これを「Circularity(nm)」として表2に示した。
このようにして求められる3σは、その値が小さいほど、ホールの真円性が高いことを意味する。
[Evaluation of Circularity]
The 25 holes in the CH pattern formed by the above <Formation of resist pattern> were measured by a measuring SEM (scanning electron microscope, accelerating voltage 300V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Observing from the sky, the distance from the center of each hole to the outer edge was measured in 24 directions. A triple value (3σ) of the standard deviation (σ) calculated from the measurement result was obtained. This is shown in Table 2 as "Circuality (nm)".
The smaller the value of 3σ obtained in this way, the higher the roundness of the hole.
表2に示す結果から、本発明を適用した実施例1のレジスト組成物によれば、比較例1〜4のレジスト組成物に比べて、高感度化及びリソグラフィー特性の向上が図れ、より良好な形状のレジストパターンを形成できること、が確認できる。 From the results shown in Table 2, according to the resist composition of Example 1 to which the present invention is applied, higher sensitivity and improvement of lithographic characteristics can be achieved and better than the resist compositions of Comparative Examples 1 to 4. It can be confirmed that a resist pattern having a shape can be formed.
Claims (5)
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)を含有し、
前記基材成分(A)は、下記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する高分子化合物(A1)を含むことを特徴とする、レジスト組成物。
Contains a base material component (A) whose solubility in a developer is changed by the action of an acid,
The resist composition, wherein the base component (A) contains a polymer compound (A1) having a structural unit (a0) represented by general formula (a0-1) shown below.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016197492A JP6709711B2 (en) | 2016-10-05 | 2016-10-05 | Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound |
TW106134113A TWI745445B (en) | 2016-10-05 | 2017-10-03 | Resist composition, method of forming resist pattern, polymeric compound and copolymer |
PCT/JP2017/036151 WO2018066606A1 (en) | 2016-10-05 | 2017-10-04 | Resist composition, method for forming resist pattern, polymer compound, and copolymer |
US16/334,302 US11099479B2 (en) | 2016-10-05 | 2017-10-04 | Resist composition, method of forming resist pattern, polymeric compound, and copolymer |
KR1020197009405A KR102439897B1 (en) | 2016-10-05 | 2017-10-04 | Resist composition and resist pattern formation method, polymer compound, and copolymer |
CN201780061520.5A CN109791359B (en) | 2016-10-05 | 2017-10-04 | Resist composition, method for forming resist pattern, polymer compound and copolymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016197492A JP6709711B2 (en) | 2016-10-05 | 2016-10-05 | Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018060066A JP2018060066A (en) | 2018-04-12 |
JP6709711B2 true JP6709711B2 (en) | 2020-06-17 |
Family
ID=61908937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016197492A Active JP6709711B2 (en) | 2016-10-05 | 2016-10-05 | Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6709711B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109863132B (en) * | 2016-10-05 | 2022-02-25 | 大阪有机化学工业株式会社 | (meth) acrylic acid monomer and method for producing same |
JP7284659B2 (en) * | 2018-08-02 | 2023-05-31 | 住友化学株式会社 | RESIN, RESIST COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING RESIST PATTERN |
JP2022059512A (en) | 2020-10-01 | 2022-04-13 | 東京応化工業株式会社 | Resist composition and resist pattern forming method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6492515B2 (en) * | 2013-10-25 | 2019-04-03 | Jsr株式会社 | Radiation sensitive resin composition, resist pattern forming method, polymer, compound and method for producing the same |
-
2016
- 2016-10-05 JP JP2016197492A patent/JP6709711B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018060066A (en) | 2018-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6782569B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
KR102439366B1 (en) | Resist composition and method of forming resist pattern | |
JP6726559B2 (en) | Resist composition and method for forming resist pattern | |
JP6249735B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP7158251B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP6706530B2 (en) | Resist composition and method for forming resist pattern | |
JP2020091404A (en) | Resist composition and resist pattern formation method | |
JP6155013B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP2020091312A (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
KR102408994B1 (en) | Resist composition and method of forming resist pattern | |
JP6850567B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
WO2018066606A1 (en) | Resist composition, method for forming resist pattern, polymer compound, and copolymer | |
JP2020085916A (en) | Resist composition and method for forming resist pattern | |
JP6846127B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
KR102585424B1 (en) | Resist composition and method of forming resist pattern | |
JP6796534B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP2020086439A (en) | Resist composition and method for forming resist pattern | |
JP7054654B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP6709711B2 (en) | Resist composition, method for forming resist pattern and polymer compound | |
JP6322424B2 (en) | Resist composition, resist pattern forming method, and polymer compound | |
JP6181945B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP6902905B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP6106470B2 (en) | Resist composition and resist pattern forming method | |
JP2020098250A (en) | Resist composition, resist pattern forming method, and polymer compound | |
KR102295119B1 (en) | Method of forming resist pattern, and resist composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20161006 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200428 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200525 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6709711 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |