JP6782540B2 - Resist composition, resist pattern forming method and compound - Google Patents

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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化合物に関する。 The present invention relates to resist compositions, resist pattern forming methods and compounds.

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

レジスト材料には、これらの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、従来、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化学増幅型レジスト組成物が用いられている。たとえば上記現像液がアルカリ現像液(アルカリ現像プロセス)の場合、ポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(ベース樹脂)と、酸発生剤成分とを含有するものが一般的に用いられている。かかるレジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤成分から酸が発生し、該酸の作用によりベース樹脂の極性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。そのためアルカリ現像することにより、未露光部がパターンとして残るポジ型パターンが形成される。一方で、有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いた溶剤現像プロセスを適用した場合、ベース樹脂の極性が増大すると相対的に有機系現像液に対する溶解性が低下するため、レジスト膜の未露光部が有機系現像液により溶解、除去されて、露光部がパターンとして残るネガ型のレジストパターンが形成される。このようにネガ型のレジストパターンを形成する溶剤現像プロセスをネガ型現像プロセスということがある(例えば特許文献1)。
The resist material is required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern of fine dimensions.
Conventionally, as a resist material satisfying such a requirement, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid by exposure has been used. It is used. For example, when the developer is an alkaline developer (alkali developing process), the positive chemically amplified resist composition includes a resin component (base resin) whose solubility in the alkaline developer is increased by the action of an acid, and an acid. Those containing a generator component are generally used. When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of forming a resist pattern, an acid is generated from an acid generator component in the exposed portion, and the polarity of the base resin is increased by the action of the acid. Then, the exposed part becomes soluble in the alkaline developer. Therefore, by alkaline development, a positive pattern in which the unexposed portion remains as a pattern is formed. On the other hand, when a solvent developing process using a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) is applied, as the polarity of the base resin increases, the solubility in the organic developing solution decreases relatively, so that the resist film The unexposed portion is dissolved and removed by an organic developer to form a negative resist pattern in which the exposed portion remains as a pattern. The solvent developing process for forming a negative resist pattern in this way is sometimes called a negative developing process (for example, Patent Document 1).

一般的に、レジスト組成物には、基材成分と酸発生剤成分とに加えて、露光により例えば酸発生剤から発生する酸の拡散を制御するために、アミン成分等のクエンチャー成分が好適に配合されている(例えば特許文献2)。かかるレジスト組成物においては、レジスト組成物を調製して一定の期間保存されることにより、アミン成分と他の配合成分とが相互作用することに起因して、保存前後で形成されるレジストパターンの寸法が変動するという問題があった。
これに対し、例えば特許文献2では、クエンチャー成分として、特定の2種の成分を組み合わせることにより、保存期間中の他の配合成分の分解(経時劣化)を抑制している。
Generally, in the resist composition, in addition to the base material component and the acid generator component, a citric acid component such as an amine component is preferable in order to control the diffusion of the acid generated from the acid generator by exposure. (For example, Patent Document 2). In such a resist composition, the resist pattern formed before and after storage due to the interaction between the amine component and other compounding components by preparing the resist composition and storing it for a certain period of time. There was a problem that the dimensions fluctuated.
On the other hand, in Patent Document 2, for example, by combining two specific types of components as quencher components, decomposition (deterioration over time) of other compounded components during the storage period is suppressed.

特開2009−025723号公報JP-A-2009-025723 特開2013−3512号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-35112

レジストパターンの微細化がますます進む中、レジスト材料には、良好なリソグラフィー特性がより一層求められる。レジスト材料の経時影響による寸法変動を抑え、さらに良好なリソグラフィー特性を達成するため、レジスト材料には未だ改良の余地があった。
しかしながら、クエンチ効率の高い化合物は経時リスクも大きく、反対に、経時リスクが小さい化合物はクエンチ効率も低いことから、経時影響による寸法変動を抑えることとクエンチ効率を確保することによるリソグラフィー特性の向上とは両立が困難であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、経時影響による寸法変動を抑え、さらにリソグラフィー特性が良好なレジスト組成物、及び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。
As resist patterns become finer and finer, resist materials are further required to have good lithography properties. There was still room for improvement in the resist material in order to suppress dimensional fluctuations due to the influence of time on the resist material and to achieve better lithography characteristics.
However, compounds with high quenching efficiency have a high risk over time, and on the contrary, compounds with low risk over time have low quenching efficiency. Was difficult to achieve at the same time.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist composition that suppresses dimensional fluctuation due to the influence of time and has good lithography characteristics, and a resist pattern forming method using the resist composition. Make it an issue.

本発明の第一の態様は、露光により酸を発生し、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、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、下記一般式(d0)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)と、を含有することを特徴とするレジスト組成物である。
本発明の第二の態様は、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含むレジストパターン形成方法である。
本発明の第三の態様は、下記一般式(d0)で表される化合物である。
The first aspect of the present invention is a resist composition which generates an acid by exposure and whose solubility in a developing solution is changed by the action of the acid, and comprises an acid generator component (B) which generates an acid by exposure. The resist composition is characterized by containing a photobase inactivating agent component (D0) containing a compound represented by the following general formula (d0).
A second aspect of the present invention is a step of forming a resist film 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 to form a resist pattern. This is a resist pattern forming method including a step of forming.
A third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (d0).

Figure 0006782540
[式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, if the substituent at a carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula are bonded, the substituent group having a halogen atom, an aromatic group, and the group consisting of proton acceptor functional group It is assumed that there is no one or more selected from the above. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

本発明によれば、経時影響による寸法変動を抑え、さらにリソグラフィー特性が良好なレジスト組成物、及び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ができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resist composition that suppresses dimensional fluctuation due to the influence of time and has good lithography characteristics, and a resist pattern forming method using the resist composition.

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(−CH−)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。
As used herein and in the claims, "aliphatic" is defined as a relative concept to aromatics, meaning groups, compounds, etc. that do not have aromaticity.
Unless otherwise specified, the "alkyl group" shall include 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" shall include linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
The "alkyl halide group" is a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group is 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 a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group or the alkylene group is substituted with a fluorine atom.
The "constituent unit" means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
When it is described that "it may have a substituent", when the hydrogen atom (-H) is replaced with a monovalent group and when the methylene group (-CH 2- ) is replaced with a divalent group. Includes both.
"Exposure" is a concept that includes general irradiation of radiation.

「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
アクリル酸エステルは、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(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 “constituent unit derived from the acrylic acid ester” means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of the acrylic acid ester.
The "acrylic acid ester" is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxy group of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) is replaced with an organic group.
In the acrylic acid ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position is an atom or group other than the hydrogen atom, for example, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a halogenation having 1 to 5 carbon atoms. Alkyl groups and the like can be mentioned. In addition, itaconic acid diester in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxyacrylic ester in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a group modified with a hydroxyl group thereof are also available. It shall include. Unless otherwise specified, the carbon atom at the α-position of the acrylic acid ester is a carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded.
Hereinafter, an acrylic acid 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 acrylic acid ester. Further, the acrylic acid ester and the α-substituted acrylic acid ester may be collectively referred to as “(α-substituted) acrylic acid ester”.

「アクリルアミドから誘導される構成単位」とは、アクリルアミド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。
アクリルアミドは、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く、アクリルアミドのアミノ基の水素原子の一方または両方が置換基で置換されていてもよい。なお、アクリルアミドのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリルアミドのカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリルアミドのα位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたもの(置換基(Rα0))と同様のものが挙げられる。
The "constituent unit derived from acrylamide" means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylamide.
In acrylamide, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, or one or both of the hydrogen atoms of the amino group of acrylamide may be substituted with a substituent. Unless otherwise specified, the carbon atom at the α-position of acrylamide is a carbon atom to which the carbonyl group of acrylamide is bonded.
As the substituent that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α-position of acrylamide, the same one as the substituent at the α-position (substituent (R α0 )) in the α-substituted acrylic acid ester is used. Can be mentioned.

「ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
"Constituent unit derived from hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative" means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative.
The "hydroxystyrene derivative" is a concept including a hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. Derivatives thereof include those in which the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene is substituted with an organic group; even if the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent. Examples thereof include those in which a substituent other than the hydroxyl group is bonded to the benzene ring of a good hydroxystyrene. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise specified.
Examples of the substituent substituting the hydrogen atom at the α-position of hydroxystyrene include the same as those mentioned as the substituent at the α-position in the α-substituted acrylic acid ester.

「ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位」とは、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「ビニル安息香酸誘導体」とは、ビニル安息香酸のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のカルボキシ基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいビニル安息香酸のベンゼン環に、水酸基およびカルボキシ基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
"Constituent unit derived from vinyl benzoic acid or vinyl benzoic acid derivative" means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of vinyl benzoic acid or a vinyl benzoic acid derivative.
The "vinyl benzoic acid derivative" is a concept including those in which the hydrogen atom at the α-position of vinyl benzoic acid is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group, and derivatives thereof. As those derivatives, the hydrogen atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom of the carboxy group of vinyl benzoic acid is substituted with an organic group; the hydrogen atom at the α-position is substituted with a substituent. Examples thereof include those in which a substituent other than a hydroxyl group and a carboxy group is bonded to the benzene ring of vinyl benzoic acid. The α-position (carbon atom at the α-position) refers to a carbon atom to which a benzene ring is bonded, unless otherwise specified.

「スチレン誘導体」とは、スチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたものも含む概念とする。
「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。
The term "styrene derivative" is defined as including a derivative in which the hydrogen atom at the α-position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or an alkyl halide group.
“Constituent unit derived from styrene” and “constituent unit derived from styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of an 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 substituent at the α-position 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.
Further, the alkyl halide group as the substituent at the α-position is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned "alkyl group as the substituent at the α-position" is substituted with a halogen atom. Be done. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable.
Specific examples of the hydroxyalkyl group as the substituent at the α-position include a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned "alkyl group as the substituent at the α-position" is substituted with a hydroxyl group. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and most preferably 1.

≪レジスト組成物≫
本発明は、露光により酸を発生し、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、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、一般式(d0)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)と、を含有することを特徴とするレジスト組成物である。
本発明において、レジスト組成物は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう。)及び露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」ともいう。)を含有していることが好ましい。
かかるレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、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る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。
本発明において、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、本発明において、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 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 the acid, and the acid generator component (B) that generates an acid by exposure and the general formula (d0). It is a resist composition which contains a photobase inactivating agent component (D0) containing a compound represented by.
In the present invention, the resist composition comprises a base material component (A) whose solubility in a developing solution changes due to the action of an acid (hereinafter, also referred to as “component (A)”) and an acid generator component that generates an acid upon exposure. (B) (hereinafter, also referred to as “component (B)”) is preferably contained.
When a resist film is formed using such a resist composition and selective exposure is performed on the resist film, an acid is generated in the exposed portion, and the action of the acid makes the component (A) soluble in a developing solution. On the other hand, since the solubility of the component (A) in the developing solution does not change in the unexposed portion, a difference in solubility in the developing solution occurs between the exposed portion and the unexposed portion. Therefore, when the resist film is developed, if the resist composition is a positive type, the exposed portion is dissolved and removed to form a positive type resist pattern, and if the resist composition is a negative type, the unexposed portion is dissolved. It 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 for forming a negative resist pattern in which an unexposed portion is dissolved and removed. Is called a negative resist composition.
In the present invention, the resist composition may be a positive resist composition or a negative resist composition.
Further, in the present invention, the resist composition may be used for an alkaline developing process in which an alkaline developing solution is used in the developing process at the time of forming a resist pattern, and a developing solution (organic developing solution) containing an organic solvent in the developing process. It may be for a solvent developing process using.

本発明において、レジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
具体的には、本発明において、レジスト組成物は、
(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)を含有するものであってもよく;
(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、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)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。
本発明において、レジスト組成物は、上記(1)の場合であることが特に好ましい。
In the present invention, the resist composition has an acid-generating ability to generate an acid by exposure, and the component (A) may generate an acid by exposure, and is added separately from the component (A). The agent component may generate an acid upon exposure.
Specifically, in the present invention, the resist composition is:
(1) It may contain an acid generator component (B) (hereinafter referred to as "component (B)") that generates an acid upon exposure;
(2) The component (A) may be a component that generates an acid upon exposure and may further contain the component (B).
That is, in the case of (2) above, the component (A) is "a base material component that generates an acid by exposure and whose solubility in a developing solution changes by the action of the acid". When the component (A) is a base material component that generates an acid by exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid by exposure and the solubility in the developer changes. It is preferably a polymer compound whose solubility in a developing solution changes due to the action of an acid. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates an acid by exposure, a known one can be used.
In the present invention, the resist composition is particularly preferably in the case of (1) above.

<光塩基失活剤成分>
本発明のレジスト組成物は、下記一般式(d0)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)(以下、「(D0)成分」ということがある。)を含有する。
(D0)成分は、露光により、例えば後述する(B)成分等から発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用し、リソグラフィー特性の向上に寄与するものである。
従来、クエンチャーとして作用する化合物は、該化合物の共役酸のpKaが低いものはクエンチ効率が低く、共役酸のpKaが高いものはクエンチ効率が高いことが知られている。
一方、共役酸のpKaが高い化合物は、レジスト組成物中の他のポリマーと反応し易く、他の配合成分と相互作用することにより、当該他の配合成分の分解(経時劣化)が進む(換言すれば、保存安定性に劣る)と考えられていた。
そこで本発明者らは鋭意検討した結果、一般式(d0)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)を採用することにより、酸のクエンチ効果を高く維持しつつ、同時に保存安定性にも優れたレジスト組成物を開発するに至った。
<Photobase deactivating agent component>
The resist composition of the present invention contains a photobase inactivating agent component (D0) (hereinafter, may be referred to as “(D0) component”) containing a compound represented by the following general formula (d0).
The component (D0) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acids generated from the component (B) described later, for example, by exposure, and contributes to the improvement of lithography characteristics.
Conventionally, it is known that a compound having a low pKa of a conjugate acid of the compound has a low quenching efficiency, and a compound having a high pKa of a conjugate acid has a high quenching efficiency.
On the other hand, a compound having a high pKa of a conjugate acid easily reacts with other polymers in the resist composition, and by interacting with other compounding components, decomposition (aging deterioration) of the other compounding components proceeds (in other words). If so, it is inferior in storage stability).
Therefore, as a result of diligent studies, the present inventors have adopted a photobase inactivating agent component (D0) containing a compound represented by the general formula (d0), thereby maintaining a high acid quenching effect and simultaneously storing the acid. We have developed a resist composition with excellent stability.

Figure 0006782540
[式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, if the substituent at a carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula are bonded, the substituent group having a halogen atom, an aromatic group, and the group consisting of proton acceptor functional group It is assumed that there is no one or more selected from the above. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

式(d0)中、R及びRはそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。
及びRにおける炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基としては、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましく;直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジメチルエチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、2,2,−ジメチルブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が好ましい例として挙げられる。
中でも、メチル基、t−ブチル基、デシル基がより好ましい。
In the formula (d0), R 1 and R 2 are chain, branched or cyclic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which may independently have a substituent.
As the chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 , an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable; as a linear or branched alkyl group, the alkyl group has a linear or branched chain structure. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1 Preferred examples include −diethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 2,2,-dimethylbutyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and the like.
Of these, a methyl group, a t-butyl group and a decyl group are more preferable.

及びRにおける炭素数1〜20の炭化水素基が、環状の炭化水素基となる場合、脂肪族でも多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、シクロヘプタン、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。
及びRにおける炭素数1〜20の炭化水素基が、環状の炭化水素基となる場合、上記の中でも、シクロヘキサン又はアダマンタンであることがより好ましい。
When the hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 are cyclic hydrocarbon groups, they may be aliphatic, polycyclic, or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane is preferable, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically, adamantane. , Norbornane, cycloheptane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
When the hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 are cyclic hydrocarbon groups, cyclohexane or adamantane is more preferable among the above.

及びRにおける炭素数1〜20の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、たとえばアルキル基、酸素原子(=O)、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
該置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
前記−COOR”、−OC(=O)R”におけるR”は、いずれも、水素原子または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基である。
R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は、炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的には、モノシクロアルカンや、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
該置換基としてのヒドロキシアルキル基としては、炭素数が1〜6であるものが好ましく、具体的には、前記置換基としてのアルキル基として挙げたアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
The substituents that the hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 may have include, for example, an alkyl group, an oxygen atom (= O), -COOR ", and -OC (= O) R". , Hydrocarbon group and the like.
As the alkyl group as the substituent, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. 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.
The R "in the -COOR" and -OC (= O) R "is a hydrogen atom or a linear, branched-chain or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.
When R "is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group or an ethyl group. preferable.
When R "is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, monocyclo Examples thereof include an alcohol, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as bicycloalkane, tricycloalkane, and tetracycloalkane. More specifically, a monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane and the like. , Adamantane, norbornan, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and other polycycloalkanes from which one or more hydrogen atoms have been removed.
The hydroxyalkyl group as the substituent preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specifically, at least one of the hydrogen atoms of the alkyl group listed as the alkyl group as the substituent is substituted with a hydroxyl group. The group that was made is mentioned.

本発明において、式(d0)中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。
また、式(d0)中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。
ハロゲン原子を有する基としては、例えば、ハロゲン原子のみ、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、前記置換基は特にフッ素原子を有さないことが好ましい。
ハロゲン化アルキル基としては、アルキル基中の一部又は全部の水素原子がハロゲン原子(特にフッ素原子)で置換されたハロゲン化アルキル基が挙げられ、該アルキル基としては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル等)、分枝鎖アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル等)、シクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等)等が挙げられる。
In the present invention, when a substituent on a carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula (d0) is attached, the substituent group having a halogen atom, an aromatic group, and proton acceptor It shall not have one or more selected from the group consisting of functional groups.
Also, if the substituent at a carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula (d0) is attached, the substituent group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group It shall not have one or more species selected from the group consisting of.
Examples of the group having a halogen atom include only a halogen atom and an alkyl halide group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and it is preferable that the substituent does not have a fluorine atom.
Examples of the alkyl halide group include an alkyl halide group in which a part or all of hydrogen atoms in the alkyl group are substituted with a halogen atom (particularly a fluorine atom), and the alkyl group includes a linear alkyl group (methyl). , Ethyl, propyl, butyl, pentyl, octyl, etc.), branched alkyl groups (isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, etc.), cycloalkyl groups (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc.), etc. Be done.

芳香族基としては、具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環;等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基);前記アリール基の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基);等が挙げられる。
Specific examples of the aromatic 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 replaced with heteroatoms. Aromatic heterocycle; etc. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is substituted with an alkylene group (for example). , Arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group); and the like.

プロトンアクセプター性官能基とは、プロトンと静電的に相互作用し得る基或いは孤立電子対を有する官能基であって、例えば、環状ポリエーテル等のマクロサイクリック構造を有する官能基や、π共役の寄与が少ない孤立電子対をもった窒素原子を有する官能基を挙げることができる。
プロトンアクセプター性官能基の好ましい部分構造として、例えば、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、三級アミン、二級アミン、一級アミン、ピリジン、イミダゾール、ピラジン、アニリン構造などを挙げることができる。
A proton-accepting functional group is a functional group having a group capable of electrostatically interacting with a proton or a lone electron pair, for example, a functional group having a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or π. Examples thereof include functional groups having a nitrogen atom having a lone pair of electrons with a small contribution of conjugation.
Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether, azacrown ether, tertiary amine, secondary amine, primary amine, pyridine, imidazole, pyrazine, aniline structure and the like.

本発明において、R及びRにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基としては、上記に挙げたものの他、後述する一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)のいずれかで表される基、一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)のいずれかで表される基、一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)のいずれかで表される基であってもよい。
本発明においては、上記の中でも、一般式(a2−r−2)で表される基が好ましい。
In the present invention, the hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which may have the substituents in R 1 and R 2 include those listed above and the general formulas (a2-r-1) to be described later. A group represented by any of (a2-r-7), a group represented by any of the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), and a general formula (ax3-r-1). ) To (ax3-r-3) may be a group represented by any of them.
In the present invention, among the above, the group represented by the general formula (a2-r-2) is preferable.

一般式(d0)中、Mm+はm価の有機カチオンであり、mは1以上の整数である。
m+のm価の有機カチオンとしては、後述する一般式(b−1)〜(b−3)におけるm価の有機カチオンと同様の有機カチオンが挙げられる。
In the general formula (d0), M m + is an m-valent organic cation, and m is an integer of 1 or more.
Examples of the m-valent organic cation of M m + include organic cations similar to the m-valent organic cations in the general formulas (b-1) to (b-3) described later.

本発明において、一般式(d0)で表される化合物は、下記一般式(d0−1)で表される化合物であることが好ましい。 In the present invention, the compound represented by the general formula (d0) is preferably a compound represented by the following general formula (d0-1).

Figure 0006782540
[式中、R11及びR12のいずれか一方は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基であり、他方は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するR11の炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。式中のスルホニル基に隣接するR12の炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, one of R 11 and R 12 is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and the other has a carbon number which may have a substituent. 1 to 20 chain, branched or cyclic hydrocarbon groups. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. When a substituent on the carbon atoms of R 12 adjacent to the sulfonyl group in the formula are bonded, the substituent selected from the group consisting group, an aromatic group, and a proton acceptor functional group having a halogen atom It shall not have more than one kind. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

式(d0−1)中、R11及びR12のいずれか一方は置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基であり、他方は置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。
11及びR12における置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基についての説明は前記同様である。
一般式(d0−1)で表される化合物としては、下記一般式(d0−1a)、(d0−1b)又は(d0−1c)のいずれかで表される化合物が好ましい。
In the formula (d0-1), one of R 11 and R 12 is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and the other has a substituent. It is also a chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
A cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 11 and R 12, and a chain, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. The description of the hydrocarbon group in the above is the same as described above.
As the compound represented by the general formula (d0-1), a compound represented by any of the following general formulas (d0-1a), (d0-1b) or (d0-1c) is preferable.

Figure 0006782540
[式中、R11aは置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基であり、R12aは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するR11aの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。式中のスルホニル基に隣接するR12aの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 11a is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 12a is a chain having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. Alternatively, it is a branched hydrocarbon group. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11a adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. When a substituent is bonded to the carbon atom of R 12a adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have more than one kind. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

一般式(d0−1a)中、R11aにおける置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基としては、前記R又はRにおいて説明した置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。
一般式(d0−1a)中、R12aにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基としては、前記R又はRにおいて説明した置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。
In the general formula (d0-1a), the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 11a has the substituent described in R 1 or R 2 above. Examples thereof include a hydrocarbon group similar to the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms.
In the general formula (d0-1a), the chain-like or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 12a is the substitution described in R 1 or R 2 above. Examples thereof include a hydrocarbon group similar to a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a group.

Figure 0006782540
[式中、R11bは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基であり、R12bは置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するR11bの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。式中のスルホニル基に隣接するR12bの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 11b is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 12b has 3 carbon atoms which may have a substituent. It is a cyclic hydrocarbon group of ~ 20. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11b adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. When a substituent is attached to the carbon atom of R 12b adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have more than one kind. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

一般式(d0−1b)中、R11bにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基としては、前記R又はRにおいて説明した置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。
一般式(d0−1b)中、R12bにおける置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基としては、前記R又はRにおいて説明した置換基を有していてもよい炭素数3〜20の環状の炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。
In the general formula (d0-1b), the chain-like or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 11b is the substitution described in R 1 or R 2 above. Examples thereof include a hydrocarbon group similar to a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a group.
In the general formula (d0-1b), the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 12b has the substituent described in R 1 or R 2 above. Examples thereof include a hydrocarbon group similar to the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms.

Figure 0006782540
[式中、R11c及びR12cは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基である。R11c及びR12cは同一であっても異なっていてもよい。但し、式中のカルボニル基に隣接するR11cの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。式中のスルホニル基に隣接するR12cの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 11c and R 12c are chain or branched chain hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. R 11c and R 12c may be the same or different. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11c adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. When a substituent is attached to the carbon atom of R 12c adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have more than one kind. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

一般式(d0−1c)中、R11c及びR12cにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基としては、前記R又はRにおいて説明した置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。一般式(d0−1c)において、R11c及びR12cは、同一であっても異なっていてもよいが、異なる炭化水素基であることが好ましい。 In the general formula (d0-1c), the chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent in R 11c and R 12c is described in R 1 or R 2 . Examples thereof include hydrocarbon groups similar to the chain or branched hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which may have the above-described substituents. In the general formula (d0-1c), R 11c and R 12c may be the same or different, but are preferably different hydrocarbon groups.

以下に、一般式(d0)で表される化合物の具体例を記載する。下記式中、Mm+はm価の有機カチオンであり、後述する一般式(b−1)〜(b−3)におけるm価の有機カチオンと同様の有機カチオンが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (d0) will be described below. In the following formula, M m + is an m-valent organic cation, and examples thereof include organic cations similar to the m-valent organic cations in the general formulas (b-1) to (b-3) described later.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

一般式(d0)で表される化合物は、式(d0)中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子、又は、式(d0)中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に結合する置換基に、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないため、共役酸のpKaを比較的高く維持することができる。
本発明において、一般式(d0)で表される化合物の共役酸の酸解離定数(pKa)は2.5より大きいものであることが好ましい。本発明においては、一般式(d0)で表される化合物の共役酸のpKaは3.0以上であることがより好ましく、4.0以上であることが特に好ましい。
本発明において、「酸解離定数(pKa)」とは、対象物質の酸強度を示す指標として一般的に用いられているものをいう。一般式(d0)で表される化合物の共役酸のpKa値は、常法により測定して求めることができる。また、「ACD/Labs」(商品名、Advanced Chemistry Development社製)等の公知のソフトウェアを用いた計算値を用いることもできる。
共役酸のpKaが上記下限値以上であることにより、酸のクエンチ効率が高くなり、後述する(B)成分等から発生する酸の拡散を適度に制御することができる。
The compound represented by the general formula (d0) is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula (d0) or the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula (d0). Since the substituent does not have one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group, the pKa of the conjugated acid can be maintained relatively high.
In the present invention, the acid dissociation constant (pKa) of the conjugate acid of the compound represented by the general formula (d0) is preferably larger than 2.5. In the present invention, the pKa of the conjugate acid of the compound represented by the general formula (d0) is more preferably 3.0 or more, and particularly preferably 4.0 or more.
In the present invention, the "acid dissociation constant (pKa)" is generally used as an index indicating the acid strength of the target substance. The pKa value of the conjugate acid of the compound represented by the general formula (d0) can be determined by measuring by a conventional method. Further, calculated values using known software such as "ACD / Labs" (trade name, manufactured by Advanced Chemistry Development) can also be used.
When the pKa of the conjugate acid is at least the above lower limit value, the quenching efficiency of the acid becomes high, and the diffusion of the acid generated from the component (B) described later can be appropriately controlled.

(D0)成分は、上述した化合物を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物において、(D0)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5〜20質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましく、1〜8質量部がさらに好ましい。(D0)成分の含有量を上記範囲とすることで、後述する酸発生剤等から発生した酸のクエンチ効果を十分に発揮しつつ、かつレジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
As the component (D0), the above-mentioned compounds may be used alone or in combination of two or more.
In the resist composition of the present invention, the content of the component (D0) is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, and 1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). Parts are more preferred. When the content of the component (D0) is within the above range, the quenching effect of the acid generated from the acid generator or the like described later is sufficiently exhibited, and when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, It is preferable because a uniform solution can be obtained and the storage stability is good.

本発明のレジスト組成物は、一般式(d0)で表される化合物(D0)を含有するため、酸のクエンチ効果を高く維持できるため、酸の拡散長を制御可能であり、同時に保存安定性にも優れたものである。
一般式(d0)で表される化合物は、式(d0)中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子、又は、式(d0)中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に結合する置換基に、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないため、共役酸のpKaを高く維持でき、酸の拡散長を適度に制御できるため、クエンチ効率を高いものとすることができる。
従来のクエンチャー成分では、共役酸のpKaを高くすると、レジスト組成物中の他のポリマーと反応し易かった。つまり、他の配合成分のエステル結合等と相互作用することにより、当該他の配合成分の分解(経時劣化)が進む、換言すれば、保存安定性に劣るものであった。
これに対し本発明は、一般式(d0)で表される化合物が、アニオン骨格が嵩高いため、立体障害により他の配合成分との接触を抑えることができると考えられる。これにより、レジスト組成物の経時劣化を防止することが可能となり、保存安定性に優れたレジスト組成物とすることができると考えられる。
即ち、本発明は、クエンチ効率の向上と、経時リスクの軽減を両立できたものであり、非常に有用なレジスト組成物である。
Since the resist composition of the present invention contains the compound (D0) represented by the general formula (d0), the quenching effect of the acid can be maintained high, so that the diffusion length of the acid can be controlled and at the same time the storage stability. It is also excellent.
The compound represented by the general formula (d0) is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula (d0) or the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula (d0). Since the substituent does not have one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group, the pKa of the conjugated acid can be maintained high and the diffusion length of the acid can be increased. Since it can be controlled appropriately, the quenching efficiency can be made high.
In the conventional citric acid component, when the pKa of the conjugate acid was increased, it was easy to react with other polymers in the resist composition. That is, the decomposition (deterioration with time) of the other compounding component proceeds by interacting with the ester bond of the other compounding component, in other words, the storage stability is inferior.
On the other hand, in the present invention, it is considered that the compound represented by the general formula (d0) can suppress contact with other compounding components due to steric hindrance because the anionic skeleton is bulky. This makes it possible to prevent the resist composition from deteriorating with time, and it is considered that the resist composition has excellent storage stability.
That is, the present invention is a very useful resist composition, which can achieve both improvement in quenching efficiency and reduction in risk over time.

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

Figure 0006782540
[式中、R101、R104〜R108はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。R106〜R107のいずれか2つは、相互に結合して環を形成していてもよい。R102はフッ素原子または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基である。Y101は単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。V101〜V103はそれぞれ独立に単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基である。L101〜L102はそれぞれ独立に単結合または酸素原子である。L103〜L105はそれぞれ独立に単結合、−CO−又は−SO−である。M’m+はm価の有機カチオンである。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 101 and R 104 to R 108 each have a cyclic group which may independently have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group that may be present. R 104 and R 105 may be coupled to each other to form a ring. Any two of R 106 to R 107 may be bonded to each other to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 are independently single bonds, alkylene groups, or fluorinated alkylene groups, respectively. L 101 to L 102 are independently single bonds or oxygen atoms, respectively. L 103 ~L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 - is. M'm + is an m-valent organic cation. ]

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

(R101における置換基を有していてもよい環式基)
前記環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。
101における芳香族炭化水素基は、後述の式(a1−1)のVaにおける2価の芳香族炭化水素基で挙げた芳香族炭化水素環、または2以上の芳香環を含む芳香族化合物から水素原子を1つ除いたアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
101における環状の脂肪族炭化水素基は、後述の式(a1−1)のVaにおける2価の脂肪族炭化水素基で挙げたモノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基が挙げられ、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましい。
また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよく、具体的には後述の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、後述の一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基、その他以下の(r−hr−1)〜(r−hr−16)に挙げる複素環式基が挙げられる。
(Cyclic group which may have a substituent in R 101 )
The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.
The aromatic hydrocarbon group in R 101 is an aromatic hydrocarbon ring listed in the divalent aromatic hydrocarbon group in Va 1 of the formula (a1-1) described later, or an aromatic compound containing two or more aromatic rings. An aryl group obtained by removing one hydrogen atom from the above can be mentioned, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.
The cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 was obtained by removing one hydrogen atom from the monocycloalkane or polycycloalkane listed in the divalent aliphatic hydrocarbon group in Va 1 of the formula (a1-1) described later. Examples thereof include an adamantyl group and a norbornyl group, which are preferable.
Further, the cyclic hydrocarbon group in R 101 may contain a hetero atom such as a heterocycle, and specifically, each of them is represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. The lactone-containing cyclic group represented, the -SO 2 -containing cyclic group represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) described later, and the following (r-hr-). 1) The heterocyclic groups listed in (r-hr-16) can be mentioned.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

(R101における置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基)
101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基、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 alkyl group which may have a substituent in R 101 )
The chain-like alkyl group of R 101 may be either 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. Examples thereof include a group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, an isohexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecil group, an icosyl group, a henicosyl group and a docosyl group.
The branched-chain 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 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group and 4-methylpentyl group.

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

101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。 Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group in R 101 . 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、後述の式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、後述の一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基などが好ましい。 Among them, R 101 is preferably a cyclic group which may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group which may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and represented by the following formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively. lactone-containing cyclic group, -SO 2 respectively represented by the general formula below (a5-r-1) ~ (a5-r-4) - such as containing cyclic group.

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

Figure 0006782540
[式中、V’101は単結合または炭素数1〜5のアルキレン基であり、V’102は炭素数1〜30の2価の飽和炭化水素基である。]
Figure 0006782540
Wherein, V '101 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, V' 102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. ]

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

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

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

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

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

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

Figure 0006782540
[式中、R”101は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、前記式(r−hr−1)〜(r−hr−6)でそれぞれ表される基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基であり;R”102は、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、後述の式(a2−r−1)〜(a2−r−7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は後述の一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)でそれぞれ表される−SO−含有環式基であり;R”103は、置換基を有していてもよい芳香族環式基、置換基を有していてもよい脂肪族環式基、又は置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり;V”101は、フッ素化アルキレン基であり;L”101は、−C(=O)−又は−SO−であり;v”はそれぞれ独立に0〜3の整数であり、q”はそれぞれ独立に1〜20の整数であり、n”は0または1である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R " 101 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, a group represented by the above formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), or a substitution. It is a chain alkyl group which may have a group; R " 102 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, the formulas (a2-r-1) to (a2-) described later. lactone-containing cyclic group represented respectively by r-7), or below described general formula (a5-r-1) ~ (a5-r-4) with -SO 2 respectively represented - be-containing cyclic group R " 103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain alkenyl which may have a substituent. Group; V " 101 is a fluorinated alkylene group; L" 101 is -C (= O)-or -SO 2- ; v "is an independently integer of 0-3. q "is an independently integer of 1 to 20, and n" is 0 or 1. ]

R”101、R”102およびR”103の置換基を有していてもよい脂肪族環式基は、前記R101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、R101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。 The aliphatic cyclic group which may have a substituent of R " 101 , R" 102 and R " 103 is preferably the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 . Examples of the substituent include the same substituents which may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group in 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 a group exemplified as an aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101. The substituent is preferably a group. , R 101 , the same as the substituent which may replace 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。V”101は、好ましくは炭素数1〜3のフッ素化アルキレン基であり、特に好ましくは、−CF−、−CFCF−、−CHFCF−、−CF(CF)CF−、−CH(CF)CF−である。 The chain-like alkyl group which may have a substituent at R " 101 is preferably a group exemplified as the chain-like alkyl group at R 101. It has a substituent at R " 103 . The good chain alkenyl group is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group in R 101 . V "101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably, -CF 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CHFCF 2 -, - CF (CF 3) CF 2 - , -CH (CF 3 ) CF 2- .

・(b−2)成分のアニオン部
式(b−2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
104、R105は、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
該鎖状のアルキル基の炭素数は1〜10であることが好ましく、より好ましくは炭素数1〜7、さらに好ましくは炭素数1〜3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
式(b−2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b−1)中のV101と同様のものが挙げられる。
式(b−2)中、L101〜L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
-In the anion part formula (b-2) of the component (b-2), R 104 and R 105 may independently have a substituent, even if they have a cyclic group and a substituent. Examples thereof include a good chain alkyl group and a chain alkenyl group which may have a substituent, respectively, which are similar to 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-like alkyl groups which may have a substituent, and are linear or branched-chain alkyl groups, or linear or branched-chain fluorinated alkyl groups. Is more preferable.
The chain 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 because the solubility in the resist solvent is also good within the range of the carbon number. Further, in the chain alkyl groups of R 104 and R 105, the larger the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, and the stronger the acid strength, and the higher the strength of the acid with respect to high-energy light or electron beam of 200 nm or less. It is preferable because it improves transparency. The ratio of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. It is a perfluoroalkyl group.
In formula (b-2), V 102 and V 103 are independently single-bonded, alkylene groups, or fluorinated alkylene groups, respectively, which are similar to V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
In formula (b-2), L 101 to L 102 are independently single bonds or oxygen atoms, respectively.

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

{カチオン部}
式(b−1)、(b−2)及び(b−3)中、M’m+は、前記式(b1−1)の化合物におけるカチオン以外のm価の有機カチオンであり、なかでもスルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンであることが好ましく、下記の一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンが特に好ましい。
{Cation part}
In the formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M'm + is an m-valent organic cation other than the cation in the compound of the formula (b1-1), and among them, a sulfonium cation. Alternatively, it is preferably an iodonium cation, and cations represented by the following general formulas (ca-1) to (ca-4) are particularly preferable.

Figure 0006782540
[式中、R201〜R207、およびR211〜R212は、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基またはアルケニル基を表し、R201〜R203、R206〜R207、R211〜R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208〜R209はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、R210は置換基を有していてもよいアリール基、アルキル基、アルケニル基、又は−SO−含有環式基であり、L201は−C(=O)−または−C(=O)−O−を表し、Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表し、xは1または2であり、W201は(x+1)価の連結基を表す。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 201 to R 207 and R 211 to R 212 represent aryl groups, alkyl groups or alkenyl groups, which may have independent substituents, respectively, and R 201 to R 203 and R 206 to R 206 . R 207 and R 211 to R 212 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 210 contains an aryl group, an alkyl group, an alkenyl group, or -SO 2- which may have a substituent. It is a cyclic group, L 201 represents −C (= O) − or −C (= O) −O−, Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group, and x is 1 or 2, where W 201 represents a (x + 1) valence linking group. ]

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

Figure 0006782540
[式中、R’201はそれぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい環式基、鎖状のアルキル基、または鎖状のアルケニル基である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R'201 is independently a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. ]

R’201の置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基は、上記式(b−1)中のR101と同様のものが挙げられる他、置換基を有していてもよい環式基又は置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基として後述の式(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。 R '201 which may have a substituent cyclic group, substituent having optionally also good chain alkyl group or have a substituent which may chain alkenyl groups, is the Examples of the same as R 101 in the formula (b-1) can be mentioned, and a cyclic group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent may be described later. The same as the acid dissociable group represented by (a1-r-2) can also be mentioned.

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

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

210は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、又は置換基を有していてもよい−SO−含有環式基である。
210におけるアリール基としては、炭素数6〜20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素数1〜30のものが好ましい。
210におけるアルケニル基としては、炭素数が2〜10であることが好ましい。
210における、置換基を有していてもよい−SO−含有環式基としては、後述の一般式(a2−1)中のRa21の「−SO−含有環式基」と同様のものが挙げられ、後述の一般式(a5−r−1)で表される基が好ましい。
R 210 may have an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or a substituent. -SO 2 -containing cyclic group.
Examples of the aryl group in 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 in R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
The alkenyl group in R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
The −SO 2 -containing cyclic group which may have a substituent in R 210 is the same as the “—SO 2 -containing cyclic group” of Ra 21 in the general formula (a2-1) described later. The group represented by the general formula (a5-r-1) described later is preferable.

201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
201におけるアリーレン基は、上記式(b−1)中のR101における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、後述の一般式(a1−1)中のVaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
Examples of the arylene group in Y 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in R 101 in the above formula (b-1).
Examples of the alkylene group and the alkenylene group in Y 201 include the same as the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 in the general formula (a1-1) described later.

前記式(ca−4)中、xは、1または2である。
201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
201における2価の連結基としては、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基が好ましく、後述の一般式(a2−1)におけるYa21と同様の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
In the formula (ca-4), x is 1 or 2.
W 201 is a (x + 1) valence, i.e., a divalent or trivalent linking group.
As the divalent linking group in W 201, a divalent hydrocarbon group which may have a substituent is preferable, and a hydrocarbon group similar to Ya 21 in the general formula (a2-1) described later can be exemplified. .. The divalent linking group in 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 in W 201 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group in W 201 , and a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group. Can be mentioned. As the trivalent linking group in W 201 , a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group is preferable.

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
[式中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1〜5の整数であり、g2は0〜20の整数であり、g3は0〜20の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, g1, g2, and g3 indicate the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, g2 is an integer of 0 to 20, and g3 is an integer of 0 to 20. ]

Figure 0006782540
[式中、R”201は水素原子又は置換基であって、置換基としては前記R201〜R207、およびR210〜R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R " 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituents are the same as those listed as the substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have. is there.]

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

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

本発明において、(A)成分は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(以下、「構成単位(a1)」ということがある。)、−SO−含有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(以下、「構成単位(a2)」ということがある。)、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(以下、「構成単位(a3)」ということがある。)、酸非解離性環式基を含む構成単位(以下、「構成単位(a4)」ということがある。)、ラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(以下、「構成単位(a5)」ということがある。)を有する高分子化合物(A1)を含んでいることが好ましい。 In the present invention, (A) component, the structural unit containing an acid decomposable group that exhibits increased polarity by the action of an acid (sometimes referred to hereinafter, "constituent unit (a1)".) - SO 2 - containing cyclic A structural unit derived from an acrylic acid ester containing a group (hereinafter, may be referred to as "constituent unit (a2)"), a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (hereinafter, "constituent unit (a3)). ”), A structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group (hereinafter, may be referred to as“ structural unit (a4) ”), a configuration containing a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group. It preferably contains a polymer compound (A1) having a unit (hereinafter, may be referred to as “constituent unit (a5)”).

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

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

Figure 0006782540
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基、Ra’は炭化水素基、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '1, Ra' 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, Ra '3 is a hydrocarbon group, Ra' 3 is, Ra '1, Ra' 2 of bonded either to form a ring Good. ]

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

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

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

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

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

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

Figure 0006782540
[式中、Ra’〜Ra’は炭化水素基であり、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '4 ~Ra' 6 is a hydrocarbon group, Ra '5, Ra' 6 may be bonded to each other to form a ring. ]

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

Figure 0006782540
[式中、Ra’10は炭素数1〜10のアルキル基、Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基、Ra’12〜Ra’14は、それぞれ独立に炭化水素基を示す。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '10 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Ra' 11 is' group to form an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which 10 are bonded, Ra 'Ra 12 to Ra' 14 each Independently shows a hydrocarbon group. ]

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

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

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

Figure 0006782540
[式中、Ra’〜Ra’はアルキル基を示す。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '7 ~Ra' 9 is an alkyl group. ]

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

構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位;ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位;ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の−C(=O)−OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。 The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and the polarity is increased by the action of an acid. A structural unit containing a degradable group; a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in a hydroxyl group of a structural unit derived from a hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing the acid-degradable group; Examples thereof include a structural unit in which at least a part of hydrogen atoms in -C (= O) -OH, which is a structural unit derived from a vinyl benzoic acid derivative, is protected by a substituent containing the acid-degradable 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。
構成単位(a1)として、下記一般式(a1−1)又は(a1−2)で表される構成単位が好ましい。
Among the above, the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent.
As the structural unit (a1), a structural unit represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2) is preferable.

Figure 0006782540
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基である。Vaはエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を有していてもよい2価の炭化水素基であり、na1は0〜2であり、
Raは上記式(a1−r−1)〜(a1−r−2)で表される酸解離性基である。Waはna2+1価の炭化水素基であり、na2は1〜3であり、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms. Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond, a urethane bond, or an amide bond, and na 1 is 0 to 2.
Ra 1 is an acid dissociative group represented by the above formulas (a1-r-1) to (a1-r-2). Wa 1 is a n a2 + 1 valent hydrocarbon group, na 2 is 1 to 3, and Ra 2 is an acid dissociative group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). It is a group. ]

前記一般式(a1−1)中、炭素数1〜5のアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
Rとしては、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基が最も好ましい。
Vaの炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
またVaとしては上記2価の炭化水素基がエーテル結合、ウレタン結合、又はアミド結合を介して結合したものが挙げられる。
In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, or the like. Examples thereof include propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. The alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which a part 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, an iodine atom and the like, 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.
The hydrocarbon group of Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. Aliphatic hydrocarbon groups mean hydrocarbon groups that do not have aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specific examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.
Examples of Va 1 include those in which the divalent hydrocarbon group is bonded via an ether bond, a urethane bond, or an amide bond.

前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH−]、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−C(CHCH−CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2- ], an ethylene group [-(CH 2 ) 2- ], a trimethylene group [ − (CH 2 ) 3 −], tetramethylene group [− (CH 2 ) 4 −], pentamethylene group [− (CH 2 ) 5 −] and the like can be mentioned.
As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferable, and specifically, -CH (CH 3 )-, -CH (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ). Alkylmethylene groups such as 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2-, etc.;- CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH 3 ) CH 2- , -C (CH 2) CH 3) 2 -CH 2 - alkyl groups such as; -CH (CH 3) CH 2 CH 2 -, - CH 2 CH (CH 3) CH 2 - alkyl trimethylene groups such as; -CH (CH 3) Examples thereof include an alkylalkylene group such as an alkyltetramethylene group 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または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aliphatic hydrocarbon ring) and an alicyclic hydrocarbon group are linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the terminal of a chain-shaped aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same groups as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic type or a monocyclic type. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. As the polycyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from polycycloalkane is preferable, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically, adamantane. , Norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.

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

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

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

式(a1−2−01)中、Raは上記式(a1−r−1)または(a1−r−3)で表される酸解離性基である。na2は1〜3の整数であり、1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。cは0〜3の整数であり、0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。Rは前記と同じである。
以下に上記式(a1−1)、(a1−2)の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
In the formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociative group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). n a2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 1. R is the same as above.
Specific examples of the above formulas (a1-1) and (a1-2) are shown below. In each of the following formulas, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

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

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

Figure 0006782540
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Ya21は単結合または2価の連結基であり、La21は−O−、−COO−、−CON(R’)−、−OCO−、−CONHCO−又は−CONHCS−であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が−O−の場合、Ya21は−CO−にはならない。Ra21は−SO−含有環式基である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms, Ya 21 is a single bond or a divalent linking group, and La 21 is −O. -, -COO-, -CON (R')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, where R'indicates a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is −O−, Ya 21 is not −CO−. Ra 21 is -SO 2 - containing cyclic group. ]

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

(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)
2価の連結基としての炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられ、具体的には、上述の式(a1−1)におけるVaで例示した基が挙げられる。
(Divalent hydrocarbon group which may have a substituent)
The hydrocarbon group as the divalent linking group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
Aliphatic hydrocarbon groups mean hydrocarbon groups that do not have aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like, and specifically, the above formula (a1-). Examples thereof include the groups exemplified by Va 1 in 1).

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

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

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

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

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

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

前記式(a2−1)中、Ra21は−SO−含有環式基である。 In the formula (a2-1), Ra 21 is -SO 2 - containing cyclic group.

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

Figure 0006782540
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数である。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '51 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, hydroxyl group, -COOR - in ", OC (= O) R ", a hydroxyalkyl group or a cyano group Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n'is 0 to 2. Is an integer of. ]

前記一般式(a5−r−1)〜(a5−r−4)中、A”は後述の一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のA”と同様である。Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、前記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)中のRa’21と同様である。 In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A "is the same as A" in the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. .. Alkyl group in ra '51, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR ", - OC (= O) R", The hydroxyalkyl group, the formula (a2-r-1) ~ (a2 it is the same as Ra '21 of -r-7) in.

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

(A1)成分が有する構成単位(a2)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、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 a constituent unit (a2), the ratio of the constituent unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of all the constituent units constituting the component (A1). It is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the constituent unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other constituent units, and various lithography characteristics and patterns can be obtained. The shape becomes good.

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

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 acrylic acid ester in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom at the α-position may be substituted with a substituent, and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Constituent units are preferred.
As the structural unit (a3), 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, it is derived from the hydroxyethyl ester of acrylic acid. When the hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the formula (a3-2), and the formula ( The structural unit represented by a3-3) is preferably mentioned.

Figure 0006782540
[式中、Rは前記と同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R is the same as above, j is an integer of 1-3, k is an integer of 1-3, t'is an integer of 1-3, and l is an integer of 1-5. And s is an integer of 1-3. ]

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

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

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

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

Figure 0006782540
[式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。]
Figure 0006782540
[In the formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group. ]

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

(構成単位(a5))
構成単位(a5)は、ラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位である。
構成単位(a5)のラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めるうえで有効なものである。
なお、前記構成単位(a1)がその構造中にラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基を含むものである場合、該構成単位は構成単位(a5)にも該当するが、このような構成単位は構成単位(a1)に該当し、構成単位(a5)には該当しないものとする。
(Structural unit (a5))
The structural unit (a5) is a structural unit containing a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.
The lactone-containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a5) is effective in enhancing the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used for forming the resist film. is there.
When the structural unit (a1) contains a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group in its structure, the structural unit also corresponds to the structural unit (a5), but such a structural unit is It corresponds to the structural unit (a1) and does not correspond to the structural unit (a5).

構成単位(a5)は、前記式(a2−1)中のRa21がラクトン含有環式基又はカーボネート含有環式基である構成単位であることが好ましい。 The structural unit (a5) is preferably a structural unit in which Ra 21 in the formula (a2-1) is a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.

「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
における環状の炭化水素基としてのラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2−r−1)〜(a2−r−7)で表される基が挙げられる。以下、「*」は結合手を表す。
The “lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing −OC (= O) − in its cyclic skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and when it has only a lactone 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 lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
The lactone-containing cyclic group as cyclic hydrocarbon group of R 1, any can be used without being particularly limited. Specific examples thereof include groups represented by the following general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7). Hereinafter, "*" represents a bond.

Figure 0006782540
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0〜2の整数であり、m’は0または1である。]
Figure 0006782540
Wherein, Ra '21 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, hydroxyl group, -COOR - in ", OC (= O) R ", a hydroxyalkyl group or a cyano group Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n'is 0 to 2. And m'is 0 or 1. ]

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

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に−O−C(=O)−O−を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
における環状の炭化水素基としてのカーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3−r−1)〜(ax3−r−3)で表される基が挙げられる。
The "carbonate-containing cyclic group" refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing -OC (= O) -O- in its cyclic 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 a monocyclic group or a polycyclic group.
The carbonate ring-containing cyclic group as cyclic hydrocarbon group of R 1, any can be used without being particularly limited. Specific examples thereof include groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3).

Figure 0006782540
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−COOR”、−OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子またはアルキル基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子でありq’は0または1である。]
Figure 0006782540
[In the formula, Ra'x31 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, -COOR ", -OC (= O) R", a hydroxyalkyl group or a cyano group. Yes; R "is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and q'is 0 or 1. is there. ]

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

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

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

(A1)成分が有する構成単位(a5)は1種でも2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a5)を有する場合、構成単位(a5)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計に対し、1〜80モル%であることが好ましく、5〜70モル%であることがより好ましく、10〜65モル%であることがさらに好ましく、10〜60モル%が特に好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a5)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができ、DOF、CDU等の種々のリソグラフィー特性及びパターン形状が良好となる。
The structural unit (a5) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
When the component (A1) has a constituent unit (a5), the ratio of the constituent unit (a5) is preferably 1 to 80 mol% with respect to the total of all the constituent units constituting the component (A1). It is more preferably 5 to 70 mol%, further preferably 10 to 65 mol%, and particularly preferably 10 to 60 mol%. By setting it to the lower limit value or more, the effect of containing the constituent unit (a5) can be sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit value or less, it is possible to balance with other constituent units, and various types such as DOF and CDU can be obtained. The lithography characteristics and pattern shape of the above are improved.

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

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

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

本発明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。
本発明のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
In the resist composition of the present invention, one type of component (A) 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 invention may be adjusted according to the resist film thickness to be formed and the like.

<塩基性化合物成分;(D)成分>
本発明のレジスト組成物は、前記(D0)成分に加えて、さらに、酸拡散制御剤成分(以下「(D)成分」ともいう。)を含有してもよい。
(D)成分は、前記(B)成分等から露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
本発明における(D)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)であってもよく、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)であってもよい。
<Basic compound component; (D) component>
In addition to the component (D0), the resist composition of the present invention may further contain an acid diffusion control agent component (hereinafter, also referred to as “component (D)”).
The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps the acid generated by exposure from the component (B) and the like.
The component (D) in the present invention may be a photodisintegrating base (D1) (hereinafter referred to as “component (D1)”) that is decomposed by exposure and loses acid diffusion controllability, and the component (D1) may be used. It may be a nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter, referred to as “(D2) component”) which does not correspond to the above.

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

Figure 0006782540
[式中、Rd〜Rdは置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基である。ただし、式(d1−2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合、または2価の連結基である。Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
Figure 0006782540
[In the formula, Rd 1 to Rd 4 have a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain which may have a substituent. It is an alkenyl group of. However, it is assumed that the fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the formula (d1-2). Yd 1 is a single bond or divalent linking group. M m + are independently m-valent organic cations. ]

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

前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素数は、1〜11が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜4がさらに好ましい該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、たとえば酸素原子、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rdとしては、直鎖状のアルキル基を構成する一部又は全部の水素原子がフッ素原子により置換されたフッ素化アルキル基であることが好ましく、直鎖状のアルキル基を構成する水素原子の全てがフッ素原子で置換されたフッ素化アルキル基(直鎖状のパーフルオロアルキル基)であることが好ましい。
When the chain-like alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent, the fluorinated alkyl group preferably has 1 to 11 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. The alkylated fluorinated group, more preferably ~ 4, may contain an atom other than the fluorine atom. Examples of atoms other than fluorine atoms include oxygen atoms, carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms and the like.
Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and Rd 1 is a hydrogen atom constituting the linear alkyl group. It is preferable that all of them 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。 A preferable specific example of the anion portion of the component (d1-1) is shown below.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

・カチオン部
式(d1−1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
m+の有機カチオンとしては、特に限定されず、例えば、前記一般式(ca−1)〜(ca−4)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが挙げられ、前記式(ca−1−1)〜(ca−1−63)でそれぞれ表されるカチオンが好ましい。
(d1−1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
-In the cation part formula (d1-1), M m + is an m-valent organic cation.
The organic cation of M m + is not particularly limited, and examples thereof include the same cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-4), respectively, and the above formula (ca-1-). The cations represented by 1) to (ca-1-63) are 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、Rdは、置換基を有していてもよい環式基、置換基を有していてもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有していてもよい鎖状のアルケニル基であり、R101と同様のものが挙げられる。
ただし、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1−2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分のクエンチング能が向上する。
Rdとしては、置換基を有していてもよい脂肪族環式基であることが好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有していてもよい);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
Rdの炭化水素基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1−1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
{(D1-2) component}
-In the anion part 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. It is a chain alkenyl group which may be used, and examples thereof include the same group as R 101 .
However, it is assumed that the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 does not have a fluorine atom bonded (fluorine-substituted). As a result, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability of the component (D) is improved.
Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like. (It may have a substituent); It is more preferable that it is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a camphor or the like.
The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and the substituent may be a hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group) in Rd 1 of the above formula (d1-1). Examples include the same substituents that 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。 A preferable specific example of the anion portion of the component (d1-2) is shown below.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

・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。
-In the cation part formula (d1-2), M m + is an m-valent organic cation, which is the same as M m + in the above formula (d1-1).
As the component (d1-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

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

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

Rdにおけるアルケニル基は、上記R101と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を有していても良い。 Examples of the alkenyl group in Rd 4 include those similar to those in R 101, 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 an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.

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

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

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
Figure 0006782540

・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。
-In the cation part formula (d1-3), M m + is an m-valent organic cation, which is the same as M m + in the above formula (d1-1).
As the component (d1-3), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

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

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

(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5〜10.0質量部であることが好ましく、0.5〜8.0質量部であることがより好ましく、1.0〜8.0質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。 The content of the component (D1) is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, and more preferably 0.5 to 8.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). , 1.0 to 8.0 parts by mass is more preferable. When it is at least the lower limit of the above range, particularly good lithography characteristics and resist pattern shape can be obtained. When it is not more than the upper limit value of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.

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

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

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

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

(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物が(D)成分を含有する場合、(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、0.1〜15質量部であることが好ましく、0.3〜12質量部であることがより好ましく、0.5〜12質量部であることがさらに好ましい。上記範囲の下限値以上であると、レジスト組成物とした際、LWR等のリソグラフィー特性がより向上する。また、より良好なレジストパターン形状が得られる。前記範囲の上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
As the component (D), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
When the resist composition of the present invention contains the component (D), the component (D) is preferably 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), and is 0.3 to 15 parts by mass. It is more preferably 12 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 12 parts by mass. When it is at least the lower limit of the above range, the lithography characteristics such as LWR are further improved when the resist composition is prepared. Moreover, a better resist pattern shape can be obtained. When it is not more than the upper limit value of the above range, the sensitivity can be maintained well and the throughput is also excellent.

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

[(F)成分]
本発明において、レジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、フッ素添加剤(以下「(F)成分」という。)を含有していてもよい。
(F)成分としては、例えば、特開2010−002870号公報、特開2010−032994号公報、特開2010−277043号公報、特開2011−13569号公報、特開2011−128226号公報、に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
(F)成分としてより具体的には、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。前記重合体としては、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、前記構成単位(a1)との共重合体;下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と、アクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と、前記構成単位(a1)との共重合体、であることが好ましい。ここで、下記式(f1−1)で表される構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1−エチル−1−シクロオクチル(メタ)アクリレートまたは前記式(a1−2−01)で表される構成単位が好ましい。
[(F) component]
In the present invention, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as "component (F)") in order to impart water repellency to the resist film.
Examples of the component (F) include JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, and JP-A-2011-128226. The described fluorine-containing polymer compound can be used.
More specifically, as the component (F), a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) can be mentioned. The polymer is a polymer (copolymer) consisting of only the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), and Copolymer with the structural unit (a1); the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), the structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Is preferably a copolymer of. Here, the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1) is 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth) acrylate or the above formula (a1). The structural unit represented by -2-11) is preferable.

Figure 0006782540
[式中、Rは前記同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは1〜5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R is the same as described above, and Rf 102 and Rf 103 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms, respectively. Rf 102 and Rf 103 may be the same or different. nf 1 is an integer of 1 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom. ]

式(f1−1)中、Rは前記同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1−1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のアルキル基としては、上記Rの炭素数1〜5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、上記炭素数1〜5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基が好ましい。
式(f1−1)中、nfは1〜5の整数であって、1〜3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
In the formula (f1-1), R is the same as described above. As R, a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
In the 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 include those similar to the above-mentioned alkyl group having 1 to 5 carbon atoms of R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. As the alkyl halide group having 1 to 5 carbon atoms of Rf 102 and Rf 103 , specifically, a group in which a part or all of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is substituted with a halogen atom is used. Can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, as Rf 102 and Rf 103 , a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, 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って、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素数は1〜20であることが好ましく、炭素数1〜15であることがより好ましく、炭素数1〜10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから、特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素数1〜5のフッ素化炭化水素基が特に好ましく、メチル基、−CH−CF、−CH−CF−CF、−CH(CF、−CH−CH−CF、−CH−CH−CF−CF−CF−CFが最も好ましい。
In the formula (f1-1), Rf 101 is preferably an organic group containing a fluorine atom and preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 15 carbon atoms. , 1 to 10 carbon atoms are particularly preferable.
Further, as for the hydrocarbon group containing a fluorine atom, it is preferable that 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are fluorinated, more preferably 50% or more is fluorinated, and 60% or more is fluorinated. It is particularly preferable that it is fluorinated because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure is increased.
Among these, as Rf 101, particularly preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, a methyl group, -CH 2 -CF 3, -CH 2 -CF 2 -CF 3, -CH (CF 3) 2 , -CH 2- CH 2- CF 3 , -CH 2- CH 2- CF 2- CF 2- CF 2- CF 3 are most preferable.

(F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000〜50000が好ましく、5000〜40000がより好ましく、10000〜30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography) of the component (F) is preferably 1000 to 50000, more preferably 5000 to 40,000, and most preferably 1000 to 30000. When it is not more than the upper limit value of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is more than the lower limit value of this range, the dry etching resistance and the cross-sectional shape of the resist pattern 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。
(F)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.5〜10質量部の割合で用いられる。
As the component (F), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The component (F) is usually used in a ratio of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

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

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

本発明のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、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 invention includes additives that are more miscible as desired, such as additional resins for improving the performance of resist films, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents, etc. Dyes and the like can be appropriately added and contained.

≪レジストパターン形成方法≫
本発明の第2の態様であるレジストパターン形成方法は、支持体上に、前記本発明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含む。
本発明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。
まず、支持体上に前記本発明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、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、前記露光後の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)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得ることができる。
≪Resist pattern formation method≫
The resist pattern forming method according to the second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the resist composition of the present invention, a step of exposing the resist film, and a step after the exposure. It includes a step of developing a resist film to form a resist pattern.
The resist pattern forming method of the present invention can be carried out, for example, as follows.
First, the resist composition of the present invention is applied onto a support with a spinner or the like, and a bake (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, for example, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60. Apply for ~ 90 seconds to form a resist film.
Next, the resist film is exposed or masked through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed by using an exposure device such as an ArF exposure device, an electron beam drawing device, or an EUV exposure device. After selective exposure such as drawing by direct irradiation of electron beams without intervention, baking (post-exposure baking (PEB)) treatment is performed, for example, under a temperature condition of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 60 to. Apply for 90 seconds.
Next, the resist film after the exposure is developed.
In the case of an alkaline developing process, an alkaline developing solution is used, and in the case of a solvent developing process, a developing solution containing an organic solvent (organic developing solution) is used for the developing process.
After the development treatment, a rinsing treatment is preferably performed. In the case of the alkaline development process, the rinsing treatment is preferably a water rinse using pure water, and in the case of the solvent development process, it is preferable to use a rinse solution containing an organic solvent.
In the case of the solvent development process, after the development treatment or the rinsing treatment, a treatment for removing the developing solution or the rinsing solution adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.
Drying is performed after the development treatment or the rinsing treatment. In some cases, a baking process (post-baking) may be performed after the development process. In this way, a resist pattern can be obtained.

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

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

レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよい。
液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつ前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
The exposure method of the resist film may be a normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or an immersion exposure (Liquid Imaging Lithography).
In 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 larger than the refractive index of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state. This is an exposure method.
As the immersion medium, a solvent having a refractive index larger than that of air and smaller than that of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
Examples of the solvent having a refractive index larger than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.
Specific examples of the fluorine-based inert liquid include fluorine-based compounds 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 main components. Examples thereof include liquids, which have a boiling point of 70 to 180 ° C., and more preferably 80 to 160 ° C. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range because the medium used for immersion can be removed by a simple method after the end of exposure.
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, the perfluoroalkyl ether compound may include perfluoro (2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102 ° C.), and the perfluoroalkylamine compound may include perfluorotributylamine (perfluorotributylamine). Boiling point 174 ° C.).
As the 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、公知の有機溶剤のなかから適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。
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。
Examples of the alkaline developer used in the developing process in the alkaline developing process include an aqueous solution of 0.1 to 10 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
The organic solvent contained in the organic developer used in the developing process in the solvent developing process may be any known organic solvent as long as it can dissolve the component (A) (component (A) before exposure). It can be selected as appropriate. Specifically, polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, ether solvents and the like, and hydrocarbon solvents can be used.
A known additive can be added to the organic developer, if necessary. Examples of the additive include a surfactant. The surfactant is not particularly limited, and for example, an ionic or nonionic fluorine-based and / or silicon-based surfactant can be used.
When a surfactant is blended, the blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0.% With respect to the total amount of the organic developer. 5% by 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つづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。 The developing process can be carried out by a known developing method. For example, a method of immersing a support in a developing solution for a certain period of time (dip method), a method of raising the developing solution on the surface of the support by surface tension and allowing it to stand still for a certain period of time. (Paddle method), spraying the developer on the surface of the support (spray method), applying the developer on the support rotating at a constant speed while scanning the developer dispensing nozzle. Examples include a method of continuing (dynamic dispense method).

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

本発明の第三の態様は、下記一般式(d0)で表される化合物である。 A third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (d0).

Figure 0006782540
[式中、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のカルボニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状、分岐鎖状又は環状の炭化水素基である。但し、式中のスルホニル基に隣接するRの炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is a group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more selected from. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, if the substituent at a carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula are bonded, the substituent group having a halogen atom, an aromatic group, and the group consisting of proton acceptor functional group It is assumed that there is no one or more selected from the above. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]

上記式中、R及びR、Mm+についての説明は前記同様である。
また、本発明の第三の態様の化合物としては、前記一般式(d0−1)で表される化合物であることが好ましく、前記一般式(d0−1a)、(d0−1b)又は(d0−1c)のいずれかで表される化合物であることがより好ましい。
In the above formula, the description of R 1, R 2 , and M m + is the same as described above.
Further, the compound of the third aspect of the present invention is preferably a compound represented by the general formula (d0-1), and the general formula (d0-1a), (d0-1b) or (d0). It is more preferable that the compound is represented by any one of -1c).

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

[化合物合成例]
メタンスルホンアミド5.23g(55.0mmol)をテトラヒドロフラン(THF)52.3gに溶解させ、攪拌しながら氷冷した。これにトリエチルアミン6.07g(60.0mmol)を滴下した後、続いてピバロイルクロリド6.03g(50.0mmol)をTHF30.2gに溶解させた溶液を1時間かけて滴下し、さらに3時間攪拌を行った。
反応液に5%塩酸水溶液とt−ブチルメチルエーテルを滴下し、室温まで昇温させた後、分液操作を行い有機相を抽出した。得られた有機相を52.3gの純水で洗浄する工程を繰り返した後有機相を濃縮し中間体D0−1−1を7.17g得た。
中間体D0−1−1 7.17gに純水71.7gと水酸化ナトリウム1.76gを添加し溶解させた。これにトリフェニルスルホニウムブロミド15.10gとジクロロメタン71.7gを添加した後攪拌し、分液操作を行って有機相を抽出した。得られた有機相を71.7gの純水で洗浄する工程を繰り返した後有機相を濃縮し光塩基失活剤(D0)−1を14.66g得た。
得られた化合物はNMR測定を行い、以下の結果より構造を同定した。
H NMR(DMSO−d6, 400MHz) : δ7.71−8.00 (15H, Ph), (ppm) = 2.68 (3H, CH3), 1.12 (9H, C(CH)3)
[Example of compound synthesis]
5.23 g (55.0 mmol) of methanesulfonamide was dissolved in 52.3 g of tetrahydrofuran (THF) and ice-cooled with stirring. After adding 6.07 g (60.0 mmol) of triethylamine to this, a solution prepared by dissolving 6.03 g (50.0 mmol) of pivaloyl chloride in 30.2 g of THF was added dropwise over 1 hour, and further 3 hours. Stirring was performed.
A 5% aqueous hydrochloric acid solution and t-butyl methyl ether were added dropwise to the reaction solution, the temperature was raised to room temperature, and then a liquid separation operation was performed to extract the organic phase. After repeating the step of washing the obtained organic phase with 52.3 g of pure water, the organic phase was concentrated to obtain 7.17 g of Intermediate D0-1-1.
To 7.17 g of Intermediate D0-1-1, 71.7 g of pure water and 1.76 g of sodium hydroxide were added and dissolved. To this, 15.10 g of triphenylsulfonium bromide and 71.7 g of dichloromethane were added and then stirred, and a liquid separation operation was performed to extract the organic phase. After repeating the step of washing the obtained organic phase with 71.7 g of pure water, the organic phase was concentrated to obtain 14.66 g of a photobase deactivator (D0) -1.
The obtained compound was subjected to NMR measurement, and the structure was identified from the following results.
1 1 H NMR (DMSO-d6, 400 MHz): δ7.71-8.00 (15H, Ph), (ppm) = 2.68 (3H, CH3), 1.12 (9H, C (CH 3 ) 3)

Figure 0006782540
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上記と同様の方法により、下記(D0)−2〜(D0)−19を合成した。下記に、化合物の共役酸のpKa値を併記する。下記のpKa値は、ACD/Labs Software V11.02を用いて算出した。 The following (D0) -2 to (D0) -19 were synthesized by the same method as described above. The pKa value of the conjugate acid of the compound is also described below. The following pKa values were calculated using ACD / Labs Software V11.02.

Figure 0006782540
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<レジスト組成物の調製>
(実施例1〜23、比較例1〜16)
表1〜3に示す各成分を混合して溶解し、レジスト組成物を調製した。但し、実施例1、3、6、10、12、15、19、20、21は参考例である。
<Preparation of resist composition>
(Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 16)
Each component shown in Tables 1 to 3 was mixed and dissolved to prepare a resist composition. However, Examples 1, 3, 6, 10, 12, 15, 19, 20, and 21 are reference examples.

Figure 0006782540
Figure 0006782540

Figure 0006782540
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Figure 0006782540
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上記表中の各略号は以下の意味を有する。また、[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−1〜(A)−3:下記高分子化合物(A)−1〜(A)−3。
(B)−1:下記化合物(B)−1。
(D0)−1〜(D0)−19:上記化合物(D0)−1〜(D0)−19。
(F)−1:下記高分子化合物(F)−1。
(S)−1:PGMEA/PGME/シクロヘキサノン(質量比45/30/25)の混合溶剤。
(S)−2:γ−ブチロラクトン。
Each abbreviation in the above table has the following meanings. The value in [] is the blending amount (part by mass).
(A) -1 to (A) -3: The following polymer compounds (A) -1 to (A) -3.
(B) -1: The following compound (B) -1.
(D0) -1 to (D0) -19: The above compound (D0) -1 to (D0) -19.
(F) -1: The following polymer compound (F) -1.
(S) -1: A mixed solvent of PGMEA / PGME / cyclohexanone (mass ratio 45/30/25).
(S) -2: γ-Butyrolactone.

Figure 0006782540
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Figure 0006782540
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<レジストパターンの形成1:アルカリ現像ポジ型>
(実施例1〜9、比較例1〜7)
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。
次いで、該膜上に、前記レジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S609B(ニコン社製 NA=1.07 Dipole0.97/0.78with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD−3」(商品名、東京応化工業社製)を用いて、10秒間のアルカリ現像を行った。
その結果、いずれの例においてもラインアンドスペースパターン(以下、「LSパターン」ということがある。)が形成された。
いずれの例においても、ライン幅50nm/ピッチ100nmのラインアンドスペースパターンが形成された。
<Formation of resist pattern 1: Alkaline development positive type>
(Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 7)
The organic antireflection film composition "ARC29" (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to dry. As a result, an organic antireflection film having a film thickness of 82 nm was formed.
Next, the resist composition is applied onto the film using a spinner, prebaked (PAB) on a hot plate at a temperature of 110 ° C. for 60 seconds, and dried to obtain a film thickness of 90 nm. A resist film was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film by an exposure apparatus NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97 / 0.78 with polaro manufactured by Nikon Corporation) via a mask pattern (6% halftone). And selectively irradiated.
Then, at 23 ° C., alkali development was carried out for 10 seconds using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution "NMD-3" (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
As a result, a line-and-space pattern (hereinafter, may be referred to as "LS pattern") was formed in each of the examples.
In each example, a line-and-space pattern with a line width of 50 nm / pitch of 100 nm was formed.

<レジストパターンの形成2:溶剤現像ネガ型>
(実施例10〜23、比較例8〜16)
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚82nmの有機系反射防止膜を形成した。
次いで、該膜上に、前記レジスト組成物を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度90℃で60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚100nmのレジスト膜を形成した。
次いで、該レジスト膜に、露光装置NSR−S609B(ニコン社製 NA=1.07 Dipole0.97/0.78with polano)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
次いで、23℃にて、酢酸ブチルで16秒間の溶剤現像を施し、振り切り乾燥を行った。 その結果、いずれの例においてもラインアンドスペースパターンが形成された。
いずれの例においても、ライン幅50nm/ピッチ100nmのラインアンドスペースパターンが形成された。
<Formation of resist pattern 2: Solvent development negative type>
(Examples 10 to 23, Comparative Examples 8 to 16)
The organic antireflection film composition "ARC29" (trade name, manufactured by Brewer Science Co., Ltd.) is applied onto an 8-inch silicon wafer using a spinner, and baked on a hot plate at 205 ° C. for 60 seconds to dry. As a result, an organic antireflection film having a film thickness of 82 nm was formed.
Next, the resist composition is applied onto the film using a spinner, prebaked (PAB) on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds, and dried to obtain a film thickness of 100 nm. A resist film was formed.
Next, an ArF excimer laser (193 nm) was applied to the resist film by an exposure apparatus NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97 / 0.78 with polaro manufactured by Nikon Corporation) via a mask pattern (6% halftone). And selectively irradiated.
Then, at 23 ° C., solvent development was carried out with butyl acetate for 16 seconds, and shake-off drying was performed. As a result, a line-and-space pattern was formed in each of the examples.
In each example, a line-and-space pattern with a line width of 50 nm / pitch of 100 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方法によってターゲットサイズのLSパターンが形成される最適露光量Eop(mJ/cm)を求めた。その結果を「感度(mJ/cm)」として下記表4〜6に併記した。
[Evaluation of Optimal Exposure (Eop)]
The optimum exposure amount Eop (mJ / cm 2 ) at which the target size LS pattern is formed was determined by the resist pattern forming method. The results are also shown in Tables 4 to 6 below as "sensitivity (mJ / cm 2 )".

[露光余裕度(ELマージン)の評価]
上記LSパターンが形成される露光量において、LSパターンのラインがターゲット寸法の±5%の範囲内で形成される際の露光量を求め、次式によりELマージン(単位:%)を求めた。その結果を「5%EL(%)」として下記表4〜6に併記した。
ELマージン(%)=(|E1−E2|/Eop)×100
E1:ホール幅47.5nmのLSパターンが形成された際の露光量(mJ/cm
E2:ホール幅52.5nmのLSパターンを形成された際の露光量(mJ/cm
なお、ELマージンは、その値が大きいほど、露光量の変動に伴うパターンサイズの変化量が小さいことを示す。
なお、上記のELマージンの算出式において、「Eop」は最適露光量(mJ/cm)を意味する。該Eopは常法により求めた。
[Evaluation of exposure margin (EL margin)]
In the exposure amount at which the LS pattern is formed, the exposure amount when the line of the LS pattern is formed within the range of ± 5% of the target dimension was obtained, and the EL margin (unit:%) was obtained by the following equation. The results are listed in Tables 4 to 6 below as "5% EL (%)".
EL margin (%) = (| E1-E2 | / Eop) x 100
E1: Exposure amount (mJ / cm 2 ) when an LS pattern with a hole width of 47.5 nm is formed.
E2: Exposure amount (mJ / cm 2 ) when an LS pattern having a hole width of 52.5 nm is formed.
The larger the value of the EL margin, the smaller the amount of change in the pattern size due to the change in the exposure amount.
In the above EL margin calculation formula, "Eop" means the optimum exposure amount (mJ / cm 2 ). The Eop was determined by a conventional method.

[マスクエラーファクタ(MEEF)の評価]
前記レジストパターンの形成と同じ手順に従い、ターゲットサイズ(ライン幅)を45〜55nm(1nm刻み、計11点)とするマスクパターンをそれぞれ用い、ピッチ100nmの各ラインアンドスペースパターンを同一露光量にて形成した。
その際、ターゲットサイズ(nm)を横軸に、各マスクパターンを用いてレジスト膜に形成されたパターンのライン幅(nm)を縦軸にプロットしたときの直線の傾き(MEEF)を算出した。その結果を「MEEF」として下記表4〜6に併記した。
MEEF(直線の傾き)は、その値が1に近いほど、マスク再現性が良好であることを意味する。
[Evaluation of mask error factor (MEEF)]
According to the same procedure as the resist pattern formation, mask patterns having a target size (line width) of 45 to 55 nm (1 nm increments, 11 points in total) are used, and each line and space pattern having a pitch of 100 nm is subjected to the same exposure amount. Formed.
At that time, the slope of a straight line (MEEF) was calculated when the line width (nm) of the pattern formed on the resist film using each mask pattern was plotted on the vertical axis with the target size (nm) as the horizontal axis. The results are also shown in Tables 4 to 6 below as "MEEF".
The closer the value of MEEF (slope of a line) is to 1, the better the mask reproducibility.

[LWR(ラインワイズラフネス)の評価]
前記<レジストパターンの形成>によって形成された、LSパターンにおいて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S−9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、ホール幅を、ホールの長手方向に400箇所測定し、その結果から標準偏差(s)の3倍値(3s)を求め、400箇所の3sについて平均化した値を、LWRを示す尺度として算出した。その結果を「LWR(nm)」として下記表4〜6に併記した。
この3sの値が小さいほど、その線幅のラフネスが小さく、より均一幅のLSパターンが得られたことを意味する。
[Evaluation of LWR (Linewise Roughness)]
In the LS pattern formed by the above <formation of resist pattern>, the hole width is adjusted by a length measuring SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, trade name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Measurements were made at 400 points in the longitudinal direction, a triple value (3s) of the standard deviation (s) was obtained from the results, and the averaged value for 3s at 400 points was calculated as a scale indicating LWR. The results are also shown in Tables 4 to 6 below as "LWR (nm)".
The smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, which means that an LS pattern having a more uniform width was obtained.

[形状の評価]
上記LSパターンを、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧800V、商品名:S−9220、日立製作所社製)により、LSパターンを観察した。その結果を「矩形性」として下記表4〜6に併記した。
[Evaluation of shape]
The LS pattern was observed by a length measuring SEM (scanning electron microscope, accelerating voltage 800V, trade name: S-9220, manufactured by Hitachi, Ltd.). The results are also shown in Tables 4 to 6 below as "rectangularity".

[保存安定性]
1)室温で1月保存した前後のレジスト組成物のそれぞれについて、前記最適露光量Eopにて、前記のレジストパターン形成方法によってコンタクトホールパターンを形成し、ホール直径(CD)を測定した。
2)各例のレジスト組成物について、室温で1月保存した、保存前後の差(CD変動値)を算出した。その結果を「保存安定性」として下記表4〜6に併記した。
ΔCDが1nm未満である場合を、レジスト組成物の保存安定性に優れるとし、「○」とし、それ以外を「×」とした。
[Storage stability]
1) For each of the resist compositions before and after being stored at room temperature for January, a contact hole pattern was formed by the resist pattern forming method at the optimum exposure amount Eop, and the hole diameter (CD) was measured.
2) For the resist compositions of each example, the difference (CD fluctuation value) before and after storage was calculated after storing at room temperature for January. The results are also shown in Tables 4 to 6 below as "storage stability".
When ΔCD was less than 1 nm, it was regarded as excellent in storage stability of the resist composition, and was evaluated as “◯”, and other cases were evaluated as “x”.

Figure 0006782540
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Figure 0006782540
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上記結果に示した通り、本発明のレジスト組成物は、保存安定性に優れ、かつリソグラフィー特性も良好であった。
上記のなかでも、(D0)成分として、末端基の少なくとも一方が環状の炭化水素基である、化合物(D0)−4を用いた実施例4及び化合物(D0)−5を用いた実施例5は、MEEF、ELマージン、LWRに特に優れていた。
As shown in the above results, the resist composition of the present invention was excellent in storage stability and lithographic characteristics.
Among the above, Example 4 using compound (D0) -4 and Example 5 using compound (D0) -5 in which at least one of the terminal groups is a cyclic hydrocarbon group as the component (D0). Was particularly excellent in MEEF, EL margin, and LWR.

Claims (6)

露光により酸を発生し、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、
露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、
下記一般式(d0−1a)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)と、
を含有することを特徴とするレジスト組成物(但し、下記式(1)で表される化合物を含有するものを除く)。
Figure 0006782540
[式中、 11a 、炭素数3〜20の単環式若しくは多環式の脂環式炭化水素基(この脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい)を含む脂肪族炭化水素基である。但し、式中の 11a における、カルボニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。 12a は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状若しくは分岐鎖状の炭化水素基である。但し、式中の 12a における、スルホニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[式(1)中、R01は、単結合、置換若しくは非置換のメタンジイル基、置換若しくは非置換のエタンジイル基、又は置換若しくは非置換の1,2−ベンゼンジイル基である。R02は、−SO04である。R04は、炭素数1〜20の1価の有機基である。R03は、炭素数1〜30の1価の有機基である。nは、1以上3以下の整数である。nが2以上の場合、複数のR01は同一でも異なっていてもよい。M”は、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。但し、R01、R02及びR03のうちの2つ以上は、これらの結合により環員数5〜30の環構造を形成してもよい。]
A resist composition that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developing solution by the action of the acid.
Acid generator component (B) that generates acid by exposure and
A photobase inactivating agent component (D0) containing a compound represented by the following general formula (d0-1a ) and
(However, those containing a compound represented by the following formula (1) are excluded).
Figure 0006782540
Wherein the fat R 11a may include a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group having a carbon number of 3 to 20 (this alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent) It is a group hydrocarbon group. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the carbonyl group in R 11a in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. R 12a is a chain-like or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the sulfonyl group in R 12a in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]
Figure 0006782540
[In formula (1), R 01 is a single-bonded, substituted or unsubstituted methanediyl group, a substituted or unsubstituted ethanediyl group, or a substituted or unsubstituted 1,2-benzenediyl group. R 02 is −SO 2 R 04 . R 04 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 03 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. n is an integer of 1 or more and 3 or less. When n is 2 or more, a plurality of R 01s may be the same or different. M " + is a monovalent radiolytic onium cation. However, two or more of R 01 , R 02 and R 03 form a ring structure having 5 to 30 ring members by these bonds. May be good.]
露光により酸を発生し、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、
露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)と、
下記一般式(d0−1b)で表される化合物を含む光塩基失活剤成分(D0)と、
を含有することを特徴とするレジスト組成物(但し、下記式(1)で表される化合物を含有するものを除く)。
Figure 0006782540
[式中、 11b 置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状若しくは分岐鎖状の炭化水素基である。但し、式中の 11b における、カルボニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。 12b は、炭素数3〜20の単環式若しくは多環式の脂環式炭化水素基(この脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい)を含む脂肪族炭化水素基である。但し、式中の 12b における、スルホニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[式(1)中、R 01 は、単結合、置換若しくは非置換のメタンジイル基、置換若しくは非置換のエタンジイル基、又は置換若しくは非置換の1,2−ベンゼンジイル基である。R 02 は、−SO 04 である。R 04 は、炭素数1〜20の1価の有機基である。R 03 は、炭素数1〜30の1価の有機基である。nは、1以上3以下の整数である。nが2以上の場合、複数のR 01 は同一でも異なっていてもよい。M” は、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。但し、R 01 、R 02 及びR 03 のうちの2つ以上は、これらの結合により環員数5〜30の環構造を形成してもよい。]
A resist composition that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developing solution by the action of the acid.
Acid generator component (B) that generates acid by exposure and
A photobase inactivating agent component (D0) containing a compound represented by the following general formula (d0-1b) and
(However, those containing a compound represented by the following formula (1) are excluded).
Figure 0006782540
Wherein, R 11b is a linear or branched hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the carbonyl group in R 11b in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. R 12b is an aliphatic hydrocarbon group containing a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms (the alicyclic hydrocarbon group may have a substituent). Is. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the sulfonyl group in R 12b in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]
Figure 0006782540
[In formula (1), R 01 is a single-bonded, substituted or unsubstituted methanediyl group, a substituted or unsubstituted ethanediyl group, or a substituted or unsubstituted 1,2-benzenediyl group. R 02 is −SO 2 R 04 . R 04 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 03 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. n is an integer of 1 or more and 3 or less. When n is 2 or more, a plurality of R 01s may be the same or different. M " + is a monovalent radiolytic onium cation. However, two or more of R 01 , R 02 and R 03 form a ring structure having 5 to 30 ring members by these bonds. May be good.]
前記一般式(d0−1a)又は前記一般式(d0−1b)で表される化合物の共役酸のpKaが2.5より大きい、請求項1又は2に記載のレジスト組成物。 The resist composition according to claim 1 or 2, wherein the pKa of the conjugate acid of the compound represented by the general formula (d0-1a) or the general formula (d0-1b) is greater than 2.5. 支持体上に、請求項1〜3のいずれか一項に記載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含むレジストパターン形成方法。 A step of forming a resist film using the resist composition according to any one of claims 1 to 3 on a support, a step of exposing the resist film, and a step of developing the resist film after the exposure. A resist pattern forming method including a step of forming a resist pattern. 下記一般式(d0−1a)で表される化合物(但し、下記式(1)で表される化合物を除く)。
Figure 0006782540
[式中、 11a 、炭素数3〜20の単環式若しくは多環式の脂環式炭化水素基(この脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい)を含む脂肪族炭化水素基である。但し、式中の 11a における、カルボニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。 12a は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状若しくは分岐鎖状の炭化水素基である。但し、式中の 12a における、スルホニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。Mm+はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]
Figure 0006782540
[式(1)中、R01は、単結合、置換若しくは非置換のメタンジイル基、置換若しくは非置換のエタンジイル基、又は置換若しくは非置換の1,2−ベンゼンジイル基である。R02は、−SO04である。R04は、炭素数1〜20の1価の有機基である。R03は、炭素数1〜30の1価の有機基である。nは、1以上3以下の整数である。nが2以上の場合、複数のR01は同一でも異なっていてもよい。M”は、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。但し、R01、R02及びR03のうちの2つ以上は、これらの結合により環員数5〜30の環構造を形成してもよい。]
Compounds represented by the following general formula (d0-1a) ( excluding compounds represented by the following formula (1)).
Figure 0006782540
Wherein the fat R 11a may include a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group having a carbon number of 3 to 20 (this alicyclic hydrocarbon groups may have a substituent) It is a group hydrocarbon group. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the carbonyl group in R 11a in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. R 12a is a chain-like or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the sulfonyl group in R 12a in the formula, the substituent is a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have one or more species selected from the group consisting of. M m + is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]
Figure 0006782540
[In formula (1), R 01 is a single-bonded, substituted or unsubstituted methanediyl group, a substituted or unsubstituted ethanediyl group, or a substituted or unsubstituted 1,2-benzenediyl group. R 02 is −SO 2 R 04 . R 04 is a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 03 is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. n is an integer of 1 or more and 3 or less. When n is 2 or more, a plurality of R 01s may be the same or different. M " + is a monovalent radiolytic onium cation. However, two or more of R 01 , R 02 and R 03 form a ring structure having 5 to 30 ring members by these bonds. May be good.]
下記一般式(d0−1b)で表される化合物(但し、下記式(1)で表される化合物を除く)。Compounds represented by the following general formula (d0-1b) (excluding compounds represented by the following formula (1)).
Figure 0006782540
Figure 0006782540
[式中、R[In the formula, R 11b11b は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の鎖状若しくは分岐鎖状の炭化水素基である。但し、式中のRIs a chain-like or branched-chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, R in the formula 11b11b における、カルボニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。RWhen a substituent is bonded to a carbon atom that is directly covalently bonded to the carbonyl group, the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have more than a seed. R 12b12b は、炭素数3〜20の単環式若しくは多環式の脂環式炭化水素基(この脂環式炭化水素基は置換基を有していてもよい)を含む脂肪族炭化水素基である。但し、式中のRIs an aliphatic hydrocarbon group containing a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms (the alicyclic hydrocarbon group may have a substituent). .. However, R in the formula 12b12b における、スルホニル基と直接共有結合する炭素原子に置換基が結合している場合、該置換基は、ハロゲン原子を有する基、芳香族基、及びプロトンアクセプター性官能基からなる群より選ばれる1種以上を有さないものとする。MIn the case where a substituent is bonded to a carbon atom that directly covalently bonds with a sulfonyl group, the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It shall not have more than a seed. M m+m + はm価の有機カチオンである。mは1以上の整数である。]Is an m-valent organic cation. m is an integer of 1 or more. ]
Figure 0006782540
Figure 0006782540
[式(1)中、R[In equation (1), R 0101 は、単結合、置換若しくは非置換のメタンジイル基、置換若しくは非置換のエタンジイル基、又は置換若しくは非置換の1,2−ベンゼンジイル基である。RIs a single-bonded, substituted or unsubstituted methanediyl group, a substituted or unsubstituted ethanediyl group, or a substituted or unsubstituted 1,2-benzenediyl group. R 0202 は、−SOIs -SO 2 R 0404 である。RIs. R 0404 は、炭素数1〜20の1価の有機基である。RIs a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 0303 は、炭素数1〜30の1価の有機基である。nは、1以上3以下の整数である。nが2以上の場合、複数のRIs a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms. n is an integer of 1 or more and 3 or less. When n is 2 or more, multiple R 0101 は同一でも異なっていてもよい。M”May be the same or different. M " は、1価の放射線分解性オニウムカチオンである。但し、RIs a monovalent radiolytic onium cation. However, R 0101 、R, R 0202 及びRAnd R 0303 のうちの2つ以上は、これらの結合により環員数5〜30の環構造を形成してもよい。]Two or more of them may form a ring structure having 5 to 30 ring members by these bonds. ]
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