JP6910838B2 - Method for Producing Salt, Resist Composition and Resist Pattern - Google Patents
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Description
本発明は、塩、レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a salt, a resist composition, and a method for producing a resist pattern using the resist composition.
特許文献1には、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
特許文献2には、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Patent Document 1 describes a resist composition containing a salt represented by the following formula.
Patent Document 2 describes a resist composition containing a salt represented by the following formula.
従来のレジスト組成物は、レジストパターンの製造時のマスクエラーファクター(MEF)が必ずしも満足できるものではなかった。 In the conventional resist composition, the mask error factor (MEF) at the time of producing the resist pattern is not always satisfactory.
本発明は、以下の発明を含む。
[1]式(I)で表される塩。
[式(I)中、
R1は、炭素数1〜8のアルキル基を表す。
X1は、*−CO−O−、*−O−CO−、*−O−CO−O−又は*−O−を表し、*は、X2との結合位を表す。
X2は、炭素数1〜6のフッ素化アルカンジイル基を表す。
Z1+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。]
[2]X1が*−CO−O−(*はX2との結合位を表す。)である[1]に記載の塩。
[3][1]又は[2]記載の塩、酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂及び酸発生剤を含有するレジスト組成物。
[4]酸不安定基を有する構造単位が、式(a1−0)で表される構造単位、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種である[3]記載のレジスト組成物。
[式(a1−0)、式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7のいずれかの整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0〜14のいずれかの整数を表す。
n1は0〜10のいずれかの整数を表す。
n1’は0〜3のいずれかの整数を表す。]
[5]樹脂が、さらに、ラクトン環を有する構造単位を含む[3]又は[4]記載のレジスト組成物。
[6]ラクトン環を有する構造単位が、式(a3−1)で表される構造単位、式(a3−2)で表される構造単位、式(a3−3)で表される構造単位及び式(a3−4)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種である[5]記載のレジスト組成物。
[式(a3−1)、式(a3−2)、式(a3−3)及び式(a3−4)中、
La4、La5及びLa6は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7のいずれかの整数を表す。)で表される基を表す。
La7は、−O−、*−O−La8−O−、*−O−La8−CO−O−、*−O−La8−CO−O−La9−CO−O−又は*−O−La8−O−CO−La9−O−を表す。
La8及びLa9は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18、Ra19及びRa20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ra21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
Ra22、Ra23及びRa25は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
p1は0〜5のいずれかの整数を表す。
q1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
r1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
w1は、0〜8のいずれかの整数を表す。
p1、q1、r1及びw1が2以上のとき、複数のRa21、Ra22、Ra23、又はRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。]
[7]樹脂が、さらに、ヒドロキシ基を有する構造単位を含む[3]〜[6]のいずれか記載のレジスト組成物。
[8]ヒドロキシ基を有する構造単位が、式(a2−1)で表される構造単位である[7]記載のレジスト組成物。
[式(a2−1)中、
La3は、−O−又は*−O−(CH2)k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7のいずれかの整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10のいずれかの整数を表す。]
[9]酸発生剤が、式(B1)で表される酸発生剤である[3]〜[8]のいずれか記載のレジスト組成物。
[式(B1)中、
Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、炭素数1〜24の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は−O−又は−CO−に置き換わっていてもよく、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいメチル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−は−O−、−SO2−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
[10]酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩をさらに含有する[3]〜[9]のいずれかに記載のレジスト組成物。
[11]さらに、フッ素原子を有する構造単位を含む樹脂を含有する[3]〜[10]のいずれかに記載のレジスト組成物。
[12](1)[3]〜[11]のいずれかに記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I).
[In formula (I),
R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
X 1 represents * -CO-O-, * -O-CO-, * -O-CO-O- or * -O-, and * represents the binding site with X 2.
X 2 represents a fluorinated alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z 1+ represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
[2] The salt according to [1], wherein X 1 is * -CO-O- (* represents a binding site with X 2).
[3] A resist composition containing the salt according to [1] or [2], a resin containing a structural unit having an acid unstable group, and an acid generator.
[4] The structural unit having an acid unstable group is a structural unit represented by the formula (a1-0), a structural unit represented by the formula (a1-1), and a structure represented by the formula (a1-2). The resist composition according to [3], which is at least one selected from the group consisting of units.
[In the formula (a1-0), the formula (a1-1) and the formula (a1-2),
L a01, L a1 and L a2 each independently, -O- or * -O- (CH 2) k1 -CO -O- the stands, k1 represents an integer of 1-7, and * Represents a bond with −CO−.
R a01 , R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a02 , R a03, and R a04 independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group combining these groups.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group formed by combining them.
m1 represents any integer from 0 to 14.
n1 represents any integer from 0 to 10.
n1'represents an integer of 0 to 3. ]
[5] The resist composition according to [3] or [4], wherein the resin further contains a structural unit having a lactone ring.
[6] The structural unit having a lactone ring is a structural unit represented by the formula (a3-1), a structural unit represented by the formula (a3-2), a structural unit represented by the formula (a3-3), and a structural unit represented by the formula (a3-3). The resist composition according to [5], which is at least one selected from the group consisting of structural units represented by the formula (a3-4).
[In the formula (a3-1), the formula (a3-2), the formula (a3-3) and the formula (a3-4),
L a4 , La 5 and La 6 are independently represented by -O- or * -O- (CH 2 ) k3 -CO-O- (k3 represents an integer of 1 to 7). Represents a group.
L a7 is -O-, * -O-L a8- O-, * -O-L a8- CO-O-, * -O-L a8- CO-O-L a9- CO-O- or * -O-L a8- O-CO-L a9- O-represented.
La 8 and La 9 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 , R a19 and R a20 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
Ra24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
Ra 21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R a22 , R a23 and R a25 each independently represent a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents any integer from 0 to 5.
q1 represents any integer from 0 to 3.
r1 represents any integer from 0 to 3.
w1 represents any integer from 0 to 8.
When p1, q1, r1 and w1 are 2 or more, a plurality of Ra 21s , Ra 22s , Ra 23s , or Ra 25s may be the same or different from each other. ]
[7] The resist composition according to any one of [3] to [6], wherein the resin further contains a structural unit having a hydroxy group.
[8] The resist composition according to [7], wherein the structural unit having a hydroxy group is the structural unit represented by the formula (a2-1).
[In equation (a2-1),
La3 represents −O− or * −O− (CH 2 ) k2 −CO−O−.
k2 represents any integer from 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group, respectively.
o1 represents any integer from 0 to 10. ]
[9] The resist composition according to any one of [3] to [8], wherein the acid generator is an acid generator represented by the formula (B1).
[In equation (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
L b1 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and -CH 2- contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be replaced with -O- or -CO-. The hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
Y represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a methyl group which may have a substituent or a substituent, and is contained in the alicyclic hydrocarbon group. CH 2 - is -O -, - SO 2 - or -CO- may be replaced with.
Z + represents an organic cation. ]
[10] The resist composition according to any one of [3] to [9], which further contains a salt that generates an acid having a weaker acidity than the acid generated from the acid generator.
[11] The resist composition according to any one of [3] to [10], which further contains a resin containing a structural unit having a fluorine atom.
[12] (1) A step of applying the resist composition according to any one of [3] to [11] onto a substrate.
(2) A step of drying the applied composition to form a composition layer,
(3) Step of exposing the composition layer,
A method for producing a resist pattern, which comprises a step of (4) heating the composition layer after exposure and (5) a step of developing the composition layer after heating.
本発明のレジスト組成物を用いることにより、マスクエラーファクター(MEF)が良好なレジストパターンを製造することができる。 By using the resist composition of the present invention, a resist pattern having a good mask error factor (MEF) can be produced.
本明細書では、特に断りのない限り、化合物の構造式の説明において「脂肪族炭化水素基」のような直鎖構造又は分岐構造の双方をとり得る炭化水素基は、その双方を包含し、「脂環式炭化水素基」は脂環式炭化水素の環から価数に相当する数の水素原子を取り去った基を意味する。「芳香族炭化水素基」は芳香環に炭化水素基が結合した基をも包含する。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。
「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
「レジスト組成物の固形分」とは、レジスト組成物の総量から、後述する溶剤(E)を除いた成分の合計を意味する。
In the present specification, unless otherwise specified, a hydrocarbon group having both a linear structure and a branched structure such as "aliphatic hydrocarbon group" in the description of the structural formula of the compound includes both of them. The "aliphatic hydrocarbon group" means a group obtained by removing a number of hydrogen atoms corresponding to a valence from the ring of an alicyclic hydrocarbon. The "aromatic hydrocarbon group" also includes a group in which a hydrocarbon group is bonded to an aromatic ring. If a steric isomer is present, it includes all steric isomers.
The "(meth) acrylic monomer" means at least one kind of monomer having a structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO-". Similarly, "(meth) acrylate" and "(meth) acrylic acid" mean "at least one of acrylate and methacrylate" and "at least one of acrylic acid and methacrylic acid", respectively.
The “solid content of the resist composition” means the total amount of the components excluding the solvent (E) described later from the total amount of the resist composition.
〔塩(I)〕
本発明の塩は、式(I)で表される(以下「塩(I)」という場合がある)。
[式(I)中、
R1は、炭素数1〜8のアルキル基を表す。
X1は、*−CO−O−、*−O−CO−、*−O−CO−O−又は*−O−を表し、*は、X2との結合位を表す。
X2は、炭素数1〜6のフッ素化アルカンジイル基を表す。
Z1+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。]
[Salt (I)]
The salt of the present invention is represented by the formula (I) (hereinafter, may be referred to as "salt (I)").
[In formula (I),
R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
X 1 represents * -CO-O-, * -O-CO-, * -O-CO-O- or * -O-, and * represents the binding site with X 2.
X 2 represents a fluorinated alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z 1+ represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
R1のアルキル基としては、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、sec−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられ、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。 Examples of the alkyl group of R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group and an n-octyl group. Examples thereof include a linear or branched alkyl group of, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
X1は、*−CO−O−、*−O−CO−又は*−O−(*はX2との結合位を表す。)が好ましく、*−CO−O−がより好ましい。 For X 1 , * -CO-O-, * -O-CO- or * -O- (* represents the binding site with X 2 ) is preferable, and * -CO-O- is more preferable.
X2の炭素数1〜6のフッ素化アルカンジイル基としては、ジフルオロメチレン基、ペルフルオロエチレン基、ペルフルオロプロパンジイル基、テトラフルオロブタンジイル基、ペルフルオロブタンジイル基、ヘキサフルオロペンタンジイル基及びペルフルオロペンタンジイル基等が挙げられ、ジフルオロメチレン基、ペルフルオロエチレン基、ペルフルオロプロパンジイル基、ペルフルオブタンジイル基、2,2,3,3−テトラフルオロブタン−1,4−ジイル基及び2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロペンタン−1,5−ジイル基などが好ましい。 The fluorinated alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms of X 2 includes a difluoromethylene group, a perfluoroethylene group, a perfluoropropanediyl group, a tetrafluorobutanediyl group, a perfluorobutanediyl group, a hexafluoropentanediyl group and a perfluoropentanediyl group. Groups and the like include difluoromethylene group, perfluoroethylene group, perfluoropropanediyl group, perfluobtandiyl group, 2,2,3,3-tetrafluorobutane-1,4-diyl group and 2,2,3. , 3, 4,4-Hexafluoropentane-1,5-diyl group and the like are preferable.
式(I)で表されるアニオンとしては、下記のアニオン等が挙げられる。
Examples of the anion represented by the formula (I) include the following anions.
なかでも、式(IA−1)〜式(IA−4)、式(IA−19)、式(IA−20)、式(IA−27)及び式(IA−28)でそれぞれ表されるものがさらに好ましい。 Among them, those represented by the formulas (IA-1) to (IA-4), formula (IA-19), formula (IA-20), formula (IA-27) and formula (IA-28), respectively. Is even more preferable.
塩(I)におけるカチオンは、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンであり、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンであることが好ましく、有機スルホニウムカチオンがより好ましく、アリールスルホニウムカチオンがさらに好ましい。
中でも、式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表されるカチオン(以下、式番号に応じて「カチオン(b2−1)」等という場合がある。)が好ましい。
The cation in the salt (I) is a sulfonium cation or an iodonium cation, preferably an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation, more preferably an organic sulfonium cation, and even more preferably an aryl sulfonium cation.
Among them, a cation represented by any of the formulas (b2-1) to (b2-4) (hereinafter, may be referred to as “cation (b2-1)” or the like depending on the formula number) is preferable.
式(b2−1)〜式(b2−4)において、
Rb4〜Rb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜36の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又は炭素数1〜12のアルコキシ基で置換されていてもよい。
Rb4とRb5とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子を含む環を形成してもよく、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基に置き換わってもよい。
In equations (b2-1) to (b2-4),
R b4 to R b6 independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group is a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. It may be substituted, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is substituted with a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, or a glycidyloxy group. The hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a halogen atom, a hydroxy group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
R b4 and R b5 may be combined to form a ring containing a sulfur atom to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfinyl group or a carbonyl group. ..
Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5のいずれかの整数を表す。
m2が2以上のとき、複数のRb7は同一でも異なってもよく、n2が2以上のとき、複数のRb8は同一でも異なってもよい。
R b7 and R b8 independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.
When m2 is 2 or more, the plurality of R b7s may be the same or different, and when n2 is 2 or more, the plurality of R b8s may be the same or different.
Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜36の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表す。
Rb9とRb10とは、一緒になってそれらが結合する硫黄原子を含む環を形成してもよく、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基に置き換わってもよい。
Rb11は、水素原子、炭素数1〜36の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
Rb12は、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素に含まれる水素原子は、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
Rb11とRb12とは、一緒になってそれらが結合する−CH−CO−を含む環を形成していてもよく、該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、スルフィニル基又はカルボニル基に置き換わってもよい。
R b9 and R b10 independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 36 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms.
R b9 and R b10 may be combined to form a ring containing a sulfur atom to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfinyl group or a carbonyl group. ..
R b11 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 36 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
R b12 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and is contained in the aliphatic hydrocarbon group. The hydrogen atom may be substituted with an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the aromatic hydrocarbon group may be an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or 1 to 12 carbon atoms. It may be substituted with 12 alkylcarbonyloxy groups.
R b11 and R b12 may be combined to form a ring containing -CH-CO- to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring may be an oxygen atom, a sulfinyl group or a carbonyl group. It may be replaced.
Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Lb31は、硫黄原子又は酸素原子を表す。
o2、p2、s2、及びt2は、それぞれ独立に、0〜5のいずれかの整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4のいずれかの整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2が2以上のとき、複数のRb13は同一又は相異なり、p2が2以上のとき、複数のRb14は同一又は相異なり、q2が2以上のとき、複数のRb15は同一又は相異なり、r2が2以上のとき、複数のRb16は同一又は相異なり、s2が2以上のとき、複数のRb17は同一又は相異なり、t2が2以上のとき、複数のRb18は同一又は相異なる。
R b13 to R b18 independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b31 represents a sulfur atom or an oxygen atom.
o2, p2, s2, and t2 each independently represent an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represent an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When o2 is 2 or more, a plurality of R b13s are the same or different, when p2 is 2 or more, a plurality of R b14s are the same or different, and when q2 is 2 or more, a plurality of R b15s are the same or different. when r2 is 2 or more, plural R b16 same or different, when s2 is 2 or more, plural R b17 same or different, when t2 is 2 or more, plural R b18 same or different different.
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基及び2−エチルヘキシル基のアルキル基が挙げられる。特に、Rb9〜Rb12の脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜12である。
脂環式炭化水素基としては、単環式又は多環式のいずれでもよく、単環式の脂環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基等が挙げられる。
特に、Rb9〜Rb12の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12である。
The aliphatic hydrocarbon group includes methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and n-octyl. Examples include alkyl groups of groups and 2-ethylhexyl groups. In particular, the aliphatic hydrocarbon groups of R b9 to R b12 preferably have 1 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be either a monocyclic group or a polycyclic group, and the monocyclic alicyclic hydrocarbon group includes a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and a cyclo. Cycloalkyl groups such as a heptyl group, a cyclooctyl group and a cyclodecyl group can be mentioned. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group and the following groups.
In particular, the alicyclic hydrocarbon groups of R b9 to R b12 preferably have 3 to 18 carbon atoms, and more preferably 4 to 12 carbon atoms.
水素原子が脂肪族炭化水素基で置換された脂環式炭化水素基としては、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、メチルノルボルニル基、イソボルニル基等が挙げられる。水素原子が脂肪族炭化水素基で置換された脂環式炭化水素基においては、脂環式炭化水素基と脂肪族炭化水素基との合計炭素数が好ましくは20以下である。 Examples of the alicyclic hydrocarbon group in which the hydrogen atom is substituted with an aliphatic hydrocarbon group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, a methylnorbornyl group and an isobornyl group. Can be mentioned. In the alicyclic hydrocarbon group in which the hydrogen atom is substituted with an aliphatic hydrocarbon group, the total number of carbon atoms of the alicyclic hydrocarbon group and the aliphatic hydrocarbon group is preferably 20 or less.
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、p−エチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−シクロへキシルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル基等のアリール基が挙げられる。
なお、芳香族炭化水素基に、脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基が含まれる場合は、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基及び炭素数3〜18の脂環式炭化水素基が好ましい。
水素原子がアルコキシ基で置換された芳香族炭化水素基としては、p−メトキシフェニル基等が挙げられる。
水素原子が芳香族炭化水素基で置換された脂肪族炭化水素基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等のアラルキル基が挙げられる。
The aromatic hydrocarbon group includes a phenyl group, a tolyl group, a xsilyl group, a cumenyl group, a mesityl group, a p-ethylphenyl group, a p-tert-butylphenyl group, a p-cyclohexylphenyl group and a p-adamantylphenyl group. , Biphenylyl group, naphthyl group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl group and other aryl groups.
When the aromatic hydrocarbon group contains an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon having 3 to 18 carbon atoms are used. Groups are preferred.
Examples of the aromatic hydrocarbon group in which the hydrogen atom is substituted with an alkoxy group include a p-methoxyphenyl group.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group in which the hydrogen atom is substituted with an aromatic hydrocarbon group include an aralkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a trityl group, a naphthylmethyl group and a naphthylethyl group.
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group and a dodecyloxy group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group and a butyryl group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the alkylcarbonyloxy group include methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, n-propylcarbonyloxy group, isopropylcarbonyloxy group, n-butylcarbonyloxy group, sec-butylcarbonyloxy group, tert-butylcarbonyloxy group, and the like. Examples thereof include a pentylcarbonyloxy group, a hexylcarbonyloxy group, an octylcarbonyloxy group and a 2-ethylhexylcarbonyloxy group.
Rb4とRb5とが一緒になって形成する硫黄原子を含む環は、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、炭素数3〜18の環が挙げられ、好ましくは炭素数4〜18の環である。また、硫黄原子を含む環は、3員環〜12員環が挙げられ、好ましくは3員環〜7員環であり、例えば下記の環が挙げられる。
The ring containing a sulfur atom formed by R b4 and R b5 together may be a monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated or unsaturated ring. .. Examples of this ring include a ring having 3 to 18 carbon atoms, preferably a ring having 4 to 18 carbon atoms. Further, the ring containing a sulfur atom may be a 3-membered ring to a 12-membered ring, preferably a 3-membered ring to a 7-membered ring, and examples thereof include the following rings.
Rb9とRb10とが一緒になって形成する環は、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、3員環〜12員環が挙げられ、好ましくは3員環〜7員環である。例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環等が挙げられる。
Rb11とRb12とが一緒になって形成する環は、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよい。この環は、3員環〜12員環が挙げられ、好ましくは3員環〜7員環である。オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環等が挙げられる。
The ring formed by R b9 and R b10 together may be any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. This ring may be a 3-membered ring to a 12-membered ring, preferably a 3-membered ring to a 7-membered ring. For example, a thiolan-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, a 1,4-oxatian-4-ium ring and the like can be mentioned.
The ring formed by R b11 and R b12 together may be any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated rings. This ring may be a 3-membered ring to a 12-membered ring, preferably a 3-membered ring to a 7-membered ring. Examples thereof include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
カチオン(b2−1)〜カチオン(b2−4)の中でも、好ましくは、カチオン(b2−1)である。
カチオン(b2−1)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Among the cations (b2-1) to cations (b2-4), the cation (b2-1) is preferable.
Examples of the cation (b2-1) include the following cations.
カチオン(b2−2)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-2) include the following cations.
カチオン(b2−3)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-3) include the following cations.
カチオン(b2−4)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-4) include the following cations.
塩(I)は、上述したアニオン及びカチオンを任意に組合せることができる。これらのアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができる。
塩(I)としては、表1に記載の塩が挙げられる。
表1における塩(I−1)は、以下の塩を表す。
The salt (I) can be optionally combined with the above-mentioned anions and cations. These anions and cations can be combined arbitrarily.
Examples of the salt (I) include the salts shown in Table 1.
The salt (I-1) in Table 1 represents the following salt.
なかでも、塩(I)は、塩(I−1)〜塩(I−4)、塩(I−19)、塩(I−20)、塩(I−27)、塩(I−28)、塩(I−35)〜塩(I−39)、塩(I−53)、塩(I−54)、塩(I−61)、塩(I−62)、塩(I−69)〜塩(I−72)、塩(I−87)、塩(I−88)、塩(I−95)、塩(I−96)、塩(I−103)〜塩(I−106)、塩(I−121)、塩(I−122)、塩(I−129)、塩(I−130)が好ましい。 Among them, the salt (I) is salt (I-1) to salt (I-4), salt (I-19), salt (I-20), salt (I-27), salt (I-28). , Salt (I-35) -Salt (I-39), Salt (I-53), Salt (I-54), Salt (I-61), Salt (I-62), Salt (I-69)- Salt (I-72), salt (I-87), salt (I-88), salt (I-95), salt (I-96), salt (I-103) to salt (I-106), salt (I-121), salt (I-122), salt (I-129), salt (I-130) are preferable.
<塩(I)の製造方法>
塩(I)は、式(I−a)で表される塩と式(I−b)で表される塩とを、溶剤中で反応させることにより製造することができる。溶媒としては、クロロホルム、テトラヒドロフラン、メタノール、水などが挙げられる。反応温度は、通常、0〜80℃であり、反応時間は通常0.5〜12時間である。
上記式においては、R1、X1、X2及びZ1は、上記と同じ意味を表す。
式(I−a)で表される塩は、以下で表される化合物等が挙げられる。
式(I−b)で表される塩は、以下で表される化合物等が挙げられ、特開2013−200561号公報記載の方法により製造することができる。
<Manufacturing method of salt (I)>
The salt (I) can be produced by reacting a salt represented by the formula (Ia) with a salt represented by the formula (Ib) in a solvent. Examples of the solvent include chloroform, tetrahydrofuran, methanol, water and the like. The reaction temperature is usually 0 to 80 ° C. and the reaction time is usually 0.5 to 12 hours.
In the above formula, R 1 , X 1 , X 2 and Z 1 have the same meanings as described above.
Examples of the salt represented by the formula (Ia) include compounds represented by the following.
Examples of the salt represented by the formula (I-b) include compounds represented by the following, and can be produced by the method described in JP-A-2013-200561.
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、
塩(I)、
酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂(以下、「樹脂(A)」という場合がある。)及び
酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という場合がある。)を含有する。
ここで「酸不安定基」は、脱離基を有し、酸との接触により脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。
本発明のレジスト組成物は、さらにクエンチャー(以下「クエンチャー(C)」という場合がある)及び/又は溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)を含有することが好ましい。本発明のレジスト組成物は、さらに、弱酸分子内塩(以下「弱酸分子内塩(D)」という場合がある)等を包含する酸性度の弱い酸を発生する塩を含有することが好ましい。
[Resist composition]
The resist composition of the present invention
Salt (I),
Contains a resin containing a structural unit having an acid unstable group (hereinafter, may be referred to as "resin (A)") and an acid generator (hereinafter, may be referred to as "acid generator (B)"). ..
Here, the "acid-unstable group" means a group having a leaving group, and the leaving group is removed by contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group).
The resist composition of the present invention preferably further contains a quencher (hereinafter sometimes referred to as "quencher (C)") and / or a solvent (hereinafter sometimes referred to as "solvent (E)"). The resist composition of the present invention preferably further contains a salt that generates a weakly acidic acid, including a weak acid intramolecular salt (hereinafter sometimes referred to as "weak acid intramolecular salt (D)").
<塩(I)>
レジスト組成物における塩(I)の含有量は、レジスト組成物の固形分量を基準に、好ましくは、0.01〜5質量%であり、より好ましく0.01〜4質量%であり、さらに好ましく0.01〜3質量%であり、より一層好ましくは0.1〜3質量%であり、特に好ましくは、0.5〜3質量%である。
<Salt (I)>
The content of the salt (I) in the resist composition is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 4% by mass, still more preferably, based on the solid content of the resist composition. It is 0.01 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 3% by mass, and particularly preferably 0.5 to 3% by mass.
<樹脂(A)>
樹脂(A)は、酸不安定基を有する構造単位(以下「構造単位(a1)」という場合がある)を有する。樹脂(A)は、さらに、構造単位(a1)以外の構造単位を含んでいることが好ましい。構造単位(a1)以外の構造単位としては、酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(s)」という場合がある)、その他の構造単位(以下「構造単位(t)」という場合がある)が挙げられる。
<Resin (A)>
The resin (A) has a structural unit having an acid unstable group (hereinafter, may be referred to as “structural unit (a1)”). The resin (A) preferably further contains a structural unit other than the structural unit (a1). As the structural unit other than the structural unit (a1), a structural unit having no acid-labile group (hereinafter, may be referred to as “structural unit (s)”) and other structural units (hereinafter, “structural unit (t)””. In some cases).
<構造単位(a1)>
構造単位(a1)は、酸不安定基を有するモノマー(以下「モノマー(a1)」という場合がある)から導かれる。
樹脂(A)に含まれる酸不安定基は、式(1)で表される基及び/又は式(2)で表される基が好ましい。
[式(1)中、Ra1〜Ra3は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せた基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合してそれらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の2価の脂環式炭化水素基を形成する。
naは、0又は1を表す。
*は結合手を表す。]
[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合してそれらが結合する炭素原子及びXとともに炭素数3〜20の2価の複素環基を形成し、該炭化水素基及び該2価の複素環基に含まれる−CH2−は、−O−又は−S−で置き換わってもよい。
Xは、酸素原子又は硫黄原子を表す。
*は結合手を表す。]
<Structural unit (a1)>
The structural unit (a1) is derived from a monomer having an acid unstable group (hereinafter, may be referred to as “monomer (a1)”).
The acid unstable group contained in the resin (A) is preferably a group represented by the formula (1) and / or a group represented by the formula (2).
[In the formula (1), R a1 to R a3 independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a group combining these groups, or R. a1 and Ra2 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded.
na represents 0 or 1.
* Represents a bond. ]
[In the formula (2), R a1'and R a2' each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3' represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Represented, R a2'and R a3' are bonded to each other to form a divalent heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom and X to which they are bonded, and the hydrocarbon group and the divalent complex. The −CH 2− contained in the ring group may be replaced by −O− or −S−.
X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
* Represents a bond. ]
Ra1〜Ra3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基等が挙げられる。
Ra1〜Ra3の脂環式炭化水素基としては、単環式及び多環式のいずれでもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基(*は結合手を表す。)等が挙げられる。Ra1〜Ra3の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜16の脂環式炭化水素基である。
Examples of the alkyl group of R a1 to R a3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group and the like.
The alicyclic hydrocarbon groups of R a1 to R a3 may be either monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group and cyclooctyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group and the following groups (* indicates a bond). The alicyclic hydrocarbon groups of R a1 to R a3 are preferably alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 16 carbon atoms.
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組合せた基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチルメチル基、ノルボルニルエチル基等が挙げられる。
naは、好ましくは0である。
Examples of the group in which the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are combined include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a methylnorbornyl group, a cyclohexylmethyl group, an adamantylmethyl group, a norbornylethyl group and the like. Can be mentioned.
na is preferably 0.
Ra1及びRa2が互いに結合して2価の脂環式炭化水素基を形成する場合の−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)としては、下記の基が挙げられる。2価の脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜12である。*は−O−との結合手を表す。
Examples of -C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) in the case where R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group include the following groups. The divalent alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 12 carbon atoms. * Represents a bond with -O-.
式(1)で表される基としては、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中においてRa1〜Ra3がアルキル基である基が挙げられ、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1、Ra2及びこれらが結合する炭素原子がアダマンチル基を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)等が挙げられる。 Examples of the group represented by the formula (1), 1,1-dialkyl alkoxycarbonyl group (formula (1) R a1 to R a3 is mentioned group which is an alkyl group in a, preferably tert- butoxycarbonyl group) , 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in formula (1), Ra1 , Ra2 and the carbon atom to which they are bonded form an adamantyl group, and Ra3 is an alkyl group) and 1-. Examples thereof include (adamantan-1-yl) -1- alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups and R a3 is an adamantyl group).
Ra1’〜Ra3’の炭化水素基としては、アルキル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらを組合せることにより形成される基等が挙げられる。
アルキル基及び脂環式炭化水素基は、上記と同様のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル基等のアリール基等が挙げられる。
Ra2’及びRa3’が互いに結合してそれらが結合する炭素原子及びXとともに形成する2価の複素環基としては、下記の基が挙げられる。*は、結合手を表す。
Ra1’及びRa2’のうち、少なくとも1つは水素原子であることが好ましい。
Examples of the hydrocarbon group R a1 '~R a3', an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and a group formed by combining an aromatic hydrocarbon group and thereof.
Examples of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group include the same as above.
The aromatic hydrocarbon group includes a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a p-methylphenyl group, a p-tert-butylphenyl group, a p-adamantylphenyl group, a trill group, a xsilyl group, a cumenyl group, a mesityl group and a biphenyl group. Examples thereof include an aryl group such as a group, a phenanthryl group, a 2,6-diethylphenyl group and a 2-methyl-6-ethylphenyl group.
Examples of the divalent heterocyclic group formed by R a2'and R a3'bonding to each other together with the carbon atom and X to which they are bonded include the following groups. * Represents a bond.
Of R a1 'and R a2', it is preferable that at least one is a hydrogen atom.
式(2)で表される基の具体例としては、以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。
Specific examples of the group represented by the formula (2) include the following groups. * Represents a bond.
モノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基とエチレン性不飽和結合とを有するモノマー、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。 The monomer (a1) is preferably a monomer having an acid unstable group and an ethylenically unsaturated bond, and more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid unstable group.
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマー(a1)に由来する構造単位を有する樹脂(A)をレジスト組成物に使用すれば、レジストパターンの解像度を向上させることができる。 Among the (meth) acrylic monomers having an acid unstable group, those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferable. If a resin (A) having a structural unit derived from a monomer (a1) having a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group is used in the resist composition, the resolution of the resist pattern can be improved.
式(1)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位として、好ましくは、式(a1−0)で表される構造単位、式(a1−1)で表される構造単位又は式(a1−2)で表される構造単位が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。本明細書では、式(a1−0)で表される構造単位、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位を、それぞれ構造単位(a1−0)、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)と、構造単位(a1−0)を誘導するモノマー、構造単位(a1−1)を誘導するモノマー及び構造単位(a1−2)を誘導するモノマーを、それぞれモノマー(a1−0)、モノマー(a1−1)及びモノマー(a1−2)という場合がある。
[式(a1−0)、式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7のいずれかの整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0〜14のいずれかの整数を表す。
n1は0〜10のいずれかの整数を表す。
n1’は0〜3のいずれかの整数を表す。]
As the structural unit derived from the (meth) acrylic monomer having a group represented by the formula (1), the structural unit represented by the formula (a1-0) is preferably represented by the formula (a1-1). Examples thereof include a structural unit or a structural unit represented by the formula (a1-2). These may be used alone or in combination of two or more. In the present specification, the structural unit represented by the formula (a1-0), the structural unit represented by the formula (a1-1), and the structural unit represented by the formula (a1-2) are each structural unit (a1). −0), structural unit (a1-1) and structural unit (a1-2), monomer for inducing structural unit (a1-0), monomer and structural unit (a1-) for inducing structural unit (a1-1) The monomer that induces 2) may be referred to as a monomer (a1-0), a monomer (a1-1), and a monomer (a1-2), respectively.
[In the formula (a1-0), the formula (a1-1) and the formula (a1-2),
L a01, L a1 and L a2 each independently, -O- or * -O- (CH 2) k1 -CO -O- the stands, k1 represents an integer of 1-7, and * Represents a bond with −CO−.
R a01 , R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a02 , R a03, and R a04 independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group combining these groups.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group formed by combining them.
m1 represents any integer from 0 to 14.
n1 represents any integer from 0 to 10.
n1'represents an integer of 0 to 3. ]
La01、La1及びLa2は、好ましくは酸素原子又は*−O−(CH2)k01−CO−O−であり(但し、k01は、好ましくは1〜4のいずれかの整数、より好ましくは1である。)、より好ましくは酸素原子である。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7のアルキル基、脂環式炭化水素基及びこれらを組合せた基としては、式(1)のRa1〜Ra3で挙げた基と同様の基が挙げられる。
Ra02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7のアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜6であり、より好ましくはメチル基又はエチル基である。
Ra02、Ra03、Ra04、Ra6及びRa7の脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜8であり、より好ましくは3〜6である。
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組合せた基は、これらアルキル基と脂環式炭化水素基とを組合せた合計炭素数が4〜18であることが好ましい。このような基としては、例えば、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、メチルノルボルニル基、メチルアダマンチル基、シクロヘキシルメチル基、メチルシクロへキシルメチル基、アダマンチルメチル基、ノルボルニルメチル基等が挙げられる。
Ra04は、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数5〜12の脂環式炭化水素基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、シクロヘキシル基又はアダマンチル基である。
m1は、好ましくは0〜3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。
L a01, L a1 and L a2 are preferably oxygen atom or * -O- (CH 2) k01 -CO -O- and is (however, k01 is preferably either 1 to 4 integer, more preferably Is 1.), More preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
The alkyl groups of R a02 , R a03 , R a04 , R a6 and R a7 , the alicyclic hydrocarbon group and the group combining these are the same as the groups listed in R a1 to R a3 of the formula (1). The group is mentioned.
The alkyl groups of R a02 , R a03 , R a04 , R a6 and R a7 preferably have 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
The alicyclic hydrocarbon groups of R a02 , R a03 , R a04 , R a6 and R a7 preferably have 3 to 8 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms.
The group in which the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are combined preferably has a total carbon number of 4 to 18 in which these alkyl groups and the alicyclic hydrocarbon group are combined. Examples of such a group include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a methylnorbornyl group, a methyladamantyl group, a cyclohexylmethyl group, a methylcyclohexylmethyl group, an adamantylmethyl group, a norbornylmethyl group and the like. Be done.
R a04 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a cyclohexyl group or an adamantyl group.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, and more preferably 0 or 1.
n1'is preferably 0 or 1.
構造単位(a1−0)としては、例えば、式(a1−0−1)〜式(a1−0−12)のいずれかで表される構造単位及びRa01に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられ、式(a1−0−1)〜式(a1−0−10)のいずれかで表される構造単位が好ましい。
As the structural unit (a1-0), for example, the structural unit represented by any one of the formulas (a1-0-1) to (a1-0-12) and the methyl group corresponding to R a01 are hydrogen atoms. Examples of the structural units have been replaced, and structural units represented by any of the formulas (a1-0-1) to (a1-0-10) are preferable.
モノマー(a1−1)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。中でも、式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)のいずれかで表されるモノマーが好ましい。
Examples of the monomer (a1-1) include the monomers described in JP-A-2010-204646. Of these, the monomers represented by any of the formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are preferable.
モノマー(a1−2)としては、好ましくは式(a1−2−1)〜式(a1−2−6)のいずれかで表されるモノマーが挙げられ、より好ましくは式(a1−2−2)及び式(a1−2−5)で表されるモノマーが好ましい。
上記の構造単位では、式(a1−0)、式(a1−1)又は式(a1−2)におけるRa01、Ra4、Ra5に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位も、上記構造単位の具体例として挙げられる。
The monomer (a1-2) preferably includes a monomer represented by any of the formulas (a1-2-1) to (a1-2-6), and more preferably the monomer (a1-2-2). ) And the monomer represented by the formula (a1-2-5) are preferable.
The structural units of the formula (a1-0), also the formula (a1-1) or formula (a1-2) R a01 in, R a4, methyl group corresponding to R a5 is replaced by a hydrogen atom structural units, A specific example of the structural unit is given.
樹脂(A)が構造単位(a1−0)及び/又は構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を含む場合、これらの合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。 When the resin (A) contains a structural unit (a1-0) and / or a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2), the total content of these is the total structure of the resin (A). It is usually 10 to 95 mol%, preferably 15 to 90 mol%, more preferably 20 to 85 mol%, based on the total unit.
さらに、構造単位(a1)としては、以下の構造単位等が挙げられる。
樹脂(A)が上記構造単位を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、10〜95モル%が好ましく、15〜90モル%がより好ましく、20〜85モル%がさらに好ましい。
Further, examples of the structural unit (a1) include the following structural units and the like.
When the resin (A) contains the above structural units, the content thereof is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 15 to 90 mol%, and 20 to 85 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). % Is more preferable.
式(2)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位としては、式(a1−5)で表される構造単位(以下「構造単位(a1−5)」という場合がある)も挙げられる。
[式(a1−5)中、
Ra8は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Za1は、単結合又は*−(CH2)h3−CO−L54−を表し、h3は1〜4のいずれかの整数を表し、*は、L51との結合手を表す。
L51、L52、L53及びL54は、それぞれ独立に、−O−又は−S−を表す。
s1は、1〜3のいずれかの整数を表す。
s1’は、0〜3のいずれかの整数を表す。]
The structural unit derived from the (meth) acrylic monomer having a group represented by the formula (2) is a structural unit represented by the formula (a1-5) (hereinafter referred to as “structural unit (a1-5)”). There is).
[In equation (a1-5),
R a8 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
Z a1 represents a single bond or * - (CH 2) h3 -CO -L 54 - represents, h3 represents an integer of 1 to 4, * represents a bond to L 51.
L 51 , L 52 , L 53 and L 54 independently represent -O- or -S-, respectively.
s1 represents an integer of 1 to 3.
s1'represents an integer of 0 to 3. ]
ハロゲン原子としては、フッ素原子及び塩素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子が挙げられる。ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、フルオロメチル基及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
式(a1−5)においては、Ra8は、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基であることが好ましい。
L51は、酸素原子であることが好ましい。
L52及びL53のうち、一方が−O−であり、他方が−S−であることが好ましい。
s1は、1であることが好ましい。
s1’は、0〜2のいずれかの整数であることが好ましい。
Za1は、単結合又は*−CH2−CO−O−であることが好ましい。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom, and preferably a fluorine atom. Alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, fluoromethyl group and trifluoromethyl. Group is mentioned.
In the formula (a1-5), R a8 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
L 51 is preferably an oxygen atom.
Of L 52 and L 53 , it is preferable that one is −O− and the other is −S−.
s1 is preferably 1.
s1'is preferably an integer of 0 to 2.
Z a1 is preferably a single bond or * -CH 2- CO-O-.
構造単位(a1−5)を導くモノマーとしては、例えば、特開2010−61117号公報に記載されたモノマーが挙げられる。中でも、式(a1−5−1)〜式(a1−5−4)でそれぞれ表されるモノマーが好ましく、式(a1−5−1)又は式(a1−5−2)で表されるモノマーがより好ましい。
樹脂(A)が、構造単位(a1−5)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、1〜50モル%であることが好ましく、3〜45モル%であることがより好ましく、5〜40モル%であることがさらに好ましい。
Examples of the monomer for deriving the structural unit (a1-5) include the monomers described in JP-A-2010-61117. Among them, the monomers represented by the formulas (a1-5-1) to (a1-5-2) are preferable, and the monomers represented by the formula (a1-5-1) or the formula (a1-5-2) are preferable. Is more preferable.
When the resin (A) has a structural unit (a1-5), the content thereof is preferably 1 to 50 mol% with respect to the total of all the structural units of the resin (A), and 3 to 45. It is more preferably mol%, and even more preferably 5-40 mol%.
さらに、構造単位(a1)としては、以下の構造単位及びそれら構造単位の主鎖に結合する水素原子がメチル基に置き換わった構造単位等が挙げられる。 Further, examples of the structural unit (a1) include the following structural units and structural units in which a hydrogen atom bonded to the main chain of these structural units is replaced with a methyl group.
樹脂(A)が上記構造単位を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、10〜95モル%が好ましく、15〜90モル%がより好ましく、20〜85モル%がさらに好ましい。 When the resin (A) contains the above structural units, the content thereof is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 15 to 90 mol%, and 20 to 85 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). % Is more preferable.
樹脂(A)中の酸不安定基を有する構造単位(a1)としては、構造単位(a1−0)、構造単位(a1−1)、構造単位(a1−2)及び構造単位(a1−5)からなる群から選ばれる少なくとも一種以上が好ましく、少なくとも二種以上がより好ましく、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)の組合せ、構造単位(a1−2)及び構造単位(a1−0)の組合せ、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−0)の組合せ、構造単位(a1−0)、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)の組合せがさらに好ましく、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−0)の組合せ、構造単位(a1−2)及び構造単位(a1−0)の組合せ、構造単位(a1−0)、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)の組合せがとりわけより好ましい。
構造単位(a1)は、好ましくは構造単位(a1−2)を含む。
The structural unit (a1) having an acid unstable group in the resin (A) includes a structural unit (a1-0), a structural unit (a1-1), a structural unit (a1-2), and a structural unit (a1-5). At least one or more selected from the group consisting of) is preferable, at least two or more are more preferable, and a combination of structural units (a1-1) and structural units (a1-2), structural units (a1-2) and structural units (a1-2) Combination of a1-0), combination of structural unit (a1-1) and structural unit (a1-0), combination of structural unit (a1-0), structural unit (a1-1) and structural unit (a1-2) Is more preferable, a combination of the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-0), a combination of the structural unit (a1-2) and the structural unit (a1-0), the structural unit (a1-0), and the structural unit. The combination of (a1-1) and the structural unit (a1-2) is particularly preferable.
The structural unit (a1) preferably includes the structural unit (a1-2).
〈構造単位(a3)〉
本発明の樹脂(A)は、構造単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン環を有する構造単位(以下「構造単位(a3)」という場合がある)を有することが好ましい。
構造単位(a3)が有するラクトン環は、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。好ましくは、γ−ブチロラクトン環、アダマンタンラクトン環又はγ−ブチロラクトン環構造を含む橋かけ環が挙げられる。
<Structural unit (a3)>
The resin (A) of the present invention preferably has a structural unit having a lactone ring (hereinafter, may be referred to as “structural unit (a3)”) in addition to the structural unit (a1).
The lactone ring of the structural unit (a3) may be a monocyclic ring such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, or δ-valerolactone ring, or a fused ring of a monocyclic lactone ring and another ring. But it may be. Preferably, a crosslinked ring containing a γ-butyrolactone ring, an adamantane lactone ring or a γ-butyrolactone ring structure can be mentioned.
構造単位(a3)は、好ましくは式(a3−1)、式(a3−2)、式(a3−3)又は式(a3−4)で表される構造単位である。これらの1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。
[式(a3−1)、式(a3−2)、式(a3−3)及び式(a3−4)中、
La4、La5及びLa6は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7のいずれかの整数を表す。)で表される基を表す。
La7は、−O−、*−O−La8−O−、*−O−La8−CO−O−、*−O−La8−CO−O−La9−CO−O−又は*−O−La8−O−CO−La9−O−を表す。
La8及びLa9は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18、Ra19及びRa20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ra21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
Ra22、Ra23及びRa25は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
p1は0〜5のいずれかの整数を表す。
q1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
r1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
w1は、0〜8のいずれかの整数を表す。
p1、q1、r1及びw1が2以上のとき、複数のRa21、Ra22、Ra23及び/又はRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。]
The structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by the formula (a3-1), the formula (a3-2), the formula (a3-3), or the formula (a3-4). One of these may be contained alone, or two or more thereof may be contained.
[In the formula (a3-1), the formula (a3-2), the formula (a3-3) and the formula (a3-4),
L a4 , La 5 and La 6 are independently represented by -O- or * -O- (CH 2 ) k3 -CO-O- (k3 represents an integer of 1 to 7). Represents a group.
L a7 is -O-, * -O-L a8- O-, * -O-L a8- CO-O-, * -O-L a8- CO-O-L a9- CO-O- or * -O-L a8- O-CO-L a9- O-represented.
La 8 and La 9 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 , R a19 and R a20 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
Ra24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
Ra 21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R a22 , R a23 and R a25 each independently represent a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents any integer from 0 to 5.
q1 represents any integer from 0 to 3.
r1 represents any integer from 0 to 3.
w1 represents any integer from 0 to 8.
When p1, q1, r1 and w1 are 2 or more, a plurality of Ra 21s , Ra 22s , Ra 23s and / or Ra 25s may be the same or different from each other. ]
Ra21、Ra22及びRa23の炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基としては、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
Ra24のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Ra24のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基及びn−ヘキシル基等が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、より好ましくはメチル基又はエチル基が挙げられる。
Ra24のハロゲン原子を有するアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、トリヨードメチル基等が挙げられる。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms of R a21 , R a22 and R a23 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group. Can be mentioned.
Examples of the halogen atom of Ra24 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the alkyl group of R a24 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group and an n-hexyl group. , Preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group.
Alkyl groups having a halogen atom of R a24 include trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, perfluorosec-butyl group, perfluorotert-butyl group, perfluoropentyl group and perfluoro. Examples thereof include a hexyl group, a trichloromethyl group, a tribromomethyl group, and a triiodomethyl group.
La8及びLa9のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基及び2−メチルブタン−1,4−ジイル基等が挙げられる。 The alkanediyl groups of La8 and La9 include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group and pentane-1,5. -Diyl group, hexane-1,6-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1, Examples thereof include 4-diyl group and 2-methylbutane-1,4-diyl group.
式(a3−1)〜式(a3−4)において、La4〜La6は、それぞれ独立に、好ましくは−O−又は、k3が1〜4のいずれかの整数である*−O−(CH2)k3−CO−O−で表される基であり、より好ましくは−O−及び、*−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
La7は、好ましくは単結合又は*−La8−CO−O−であり、より好ましくは単結合、−CH2−CO−O−又は−C2H4−CO−O−である。
Ra18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
Ra24は、好ましくは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、より好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基であり、さらに好ましくは水素原子又はメチル基である。
Ra22、Ra23及びRa25は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、q1、r1及びw1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
式(a3−4)は、式(a3−4)’が特に好ましい。
(式中、Ra24、La7は、上記と同じ意味を表す。)
In the formula (a3-1) ~ formula (a3-4), L a4 ~L a6 are each independently preferably -O- or, k3 is a integer of 1 to 4 * -O- ( CH 2 ) A group represented by k3- CO-O-, more preferably -O- and * -O-CH 2- CO-O-, and even more preferably an oxygen atom.
L a7 is preferably a single bond or * -L a8- CO-O-, more preferably a single bond, -CH 2- CO-O- or -C 2 H 4- CO-O-.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
Ra24 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and further preferably a hydrogen atom or a methyl group.
R a22 , R a23 and R a25 are each independently, preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1, r1 and w1 are independently, preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 or 1.
The formula (a3-4) is particularly preferably the formula (a3-4)'.
(In the formula, Ra24 and La7 have the same meanings as above.)
構造単位(a3)を導くモノマーとしては、特開2010−204646号公報に記載されたモノマー、特開2000−122294号公報に記載されたモノマー、特開2012−41274号公報に記載されたモノマーが挙げられる。構造単位(a3)としては、以下のいずれかで表される構造単位が好ましく、式(a3−1−1)、式(a3−2−3)及び式(a3−4−1)〜式(a3−4−12)のいずれかで表される構造単位がより好ましく、式(a3−4−1)〜式(a3−4−12)のいずれかで表される構造単位がさらに好ましく、式(a3−4−1)〜式(a3−4−6)のいずれかで表される構造単位がさらにより好ましい。
Examples of the monomer for deriving the structural unit (a3) include the monomers described in JP-A-2010-204646, the monomers described in JP-A-2000-122294, and the monomers described in JP-A-2012-41274. Can be mentioned. As the structural unit (a3), a structural unit represented by any of the following is preferable, and formulas (a3-1-1), formulas (a3-2-3) and formulas (a3-4-1) to formulas (a3-4-1) to formulas (a3-4-1) are preferable. The structural unit represented by any one of a3-4-12) is more preferable, and the structural unit represented by any of the formulas (a3-4-1) to (a3-4-12) is more preferable. The structural unit represented by any of the formulas (a3-4-1) to (a3-4-6) is even more preferable.
上記構造単位においては、式(a3−1)、式(a3−2)、式(a3−3)又は式(a3−4)中のRa18、Ra19、Ra20及びRa24に相当するメチル基が水素原子に置き換わった化合物も、構造単位(a3)の具体例として挙げられる。 In the above structural unit, methyl corresponding to R a18 , R a19 , R a20 and R a24 in the formula (a3-1), the formula (a3-2), the formula (a3-3) or the formula (a3-4). A compound in which a group is replaced with a hydrogen atom is also given as a specific example of the structural unit (a3).
樹脂(A)が構造単位(a3)を含む場合、その合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、通常5〜70モル%であり、好ましくは10〜65モル%であり、より好ましくは10〜60モル%である。
また、構造単位(a3−1)、構造単位(a3−2)、構造単位(a3−3)及び構造単位(a3−4)の含有率は、それぞれ、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、5〜60モル%であることが好ましく、5〜50モル%であることがより好ましく、10〜50モル%であることがさらに好ましい。
When the resin (A) contains the structural unit (a3), the total content thereof is usually 5 to 70 mol%, preferably 10 to 65 mol%, based on the total of all the structural units of the resin (A). It is more preferably 10 to 60 mol%.
The contents of the structural unit (a3-1), the structural unit (a3-2), the structural unit (a3-3), and the structural unit (a3-4) are the total of all the structural units of the resin (A). On the other hand, it is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 5 to 50 mol%, and even more preferably 10 to 50 mol%.
〈構造単位(a2)〉
本発明の樹脂(A)は、さらに、ヒドロキシ基を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a2)」という場合がある)を有することが好ましい。
構造単位(a2)が有するヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基でも、フェノール性ヒドロキシ基でもよい。
本発明のレジスト組成物からレジストパターンを製造するとき、露光光源としてKrFエキシマレーザ(248nm)、電子線又はEUV(超紫外光)等の高エネルギー線を用いる場合には、構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)を用いることが好ましい。また、ArFエキシマレーザ(193nm)等を用いる場合には、構造単位(a2)として、アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)が好ましい。構造単位(a2)としては、1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
樹脂(A)が、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、5〜95モル%であることが好ましく、10〜80モル%であることがより好ましく、15〜80モル%であることがさらに好ましい。
<Structural unit (a2)>
The resin (A) of the present invention preferably further has a structural unit having a hydroxy group and no acid unstable group (hereinafter, may be referred to as “structural unit (a2)”).
The hydroxy group contained in the structural unit (a2) may be an alcoholic hydroxy group or a phenolic hydroxy group.
When a resist pattern is produced from the resist composition of the present invention, when a high-energy ray such as a KrF excimer laser (248 nm), an electron beam or EUV (ultraviolet light) is used as an exposure light source, the structural unit (a2) is used. , It is preferable to use the structural unit (a2) having a phenolic hydroxy group. When an ArF excimer laser (193 nm) or the like is used, the structural unit (a2) is preferably a structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group. As the structural unit (a2), one type may be contained alone, or two or more types may be included.
When the resin (A) has a structural unit (a2) having a phenolic hydroxy group, the content thereof is preferably 5 to 95 mol% with respect to the total of all the structural units of the resin (A). , 10-80 mol%, more preferably 15-80 mol%.
アルコール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2)としては、式(a2−1)で表される構造単位(以下「構造単位(a2−1)」という場合がある。)が挙げられる。
[式(a2−1)中、
La3は、−O−又は*−O−(CH2)k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7のいずれかの整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10のいずれかの整数を表す。]
Examples of the structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group include a structural unit represented by the formula (a2-1) (hereinafter, may be referred to as “structural unit (a2-1)”).
[In equation (a2-1),
La3 represents −O− or * −O− (CH 2 ) k2 −CO−O−.
k2 represents any integer from 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group, respectively.
o1 represents any integer from 0 to 10. ]
式(a2−1)では、La3は、好ましくは−O−、−O−(CH2)f1−CO−O−であり(前記f1は、1〜4のいずれかの整数である)、より好ましくは−O−である。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3のいずれかの整数であり、より好ましくは0又は1である。
In the formula (a2-1), L a3 is preferably -O -, - O- (CH 2 ) f1 -CO-O- and is (wherein f1 is an integer of 1-4), More preferably, it is −O−.
Ra14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
構造単位(a2−1)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーから誘導される構造単位が挙げられ、好ましくは、式(a2−1−1)〜式(a2−1−3)のいずれかで表される構造単位が挙げられ、より好ましくは式(a2−1−1)〜式(a2−1−2)のいずれかで表される構造単位が挙げられる。
上記構造単位においては、式(a2−1)中のRa14に相当するメチル基が水素原子に置き換わった化合物も、上記構造単位の具体例として挙げられる。
樹脂(A)が構造単位(a2−1)を含む場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、通常1〜45モル%であり、好ましくは1〜40モル%であり、より好ましくは1〜35モル%であり、さらに好ましくは2〜20モル%である。
Examples of the structural unit (a2-1) include structural units derived from the monomers described in JP-A-2010-204646, preferably formulas (a2-1-1) to (a2-). The structural unit represented by any one of 1-3) can be mentioned, and more preferably, the structural unit represented by any of the formulas (a2-1-1) to (a2-1-2) can be mentioned.
In the above structural units, compounds methyl group corresponding to R a14 in the formula (a2-1) is replaced by a hydrogen atom, be mentioned as specific examples of the structural units.
When the resin (A) contains the structural unit (a2-1), the content thereof is usually 1 to 45 mol%, preferably 1 to 40 mol%, based on the total of all the structural units of the resin (A). %, More preferably 1 to 35 mol%, still more preferably 2 to 20 mol%.
構造単位(s)は、好ましくは構造単位(a2)及び構造単位(a3)の少なくとも一種である。構造単位(a2)は、好ましくは式(a2−1)で表される構造単位である。構造単位(a3)は、好ましくは式(a3−1−1)〜式(a3−1−4)で表される構造単位、式(a3−2−1)〜式(a3−2−4)で表される構造単位及び式(a3−4−1)〜式(a3−4−2)で表される構造単位から選ばれる少なくとも一種である。 The structural unit (s) is preferably at least one of the structural unit (a2) and the structural unit (a3). The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the formula (a2-1). The structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by the formulas (a3-1-1) to (a3-1-4), and the formulas (a3-2-1) to (a3-2-4). It is at least one selected from the structural unit represented by and the structural unit represented by the formulas (a3-4-1) to (a3-4-2).
〈構造単位(t)〉
構造単位(t)としては、ハロゲン原子を有していてもよい構造単位(以下、場合により「構造単位(a4)」という)及び非脱離炭化水素基を有する構造単位(以下「構造単位(a5)」という場合がある)などが挙げられる。
<Structural unit (t)>
The structural unit (t) includes a structural unit that may have a halogen atom (hereinafter, sometimes referred to as “structural unit (a4)”) and a structural unit that has a non-eliminating hydrocarbon group (hereinafter, “structural unit (hereinafter,“ structural unit (a4) ”). a5) ”) and the like.
構造単位(a4)としては、式(a4−0)で表される構造単位が挙げられる。
[式(a4−0)中、
R5は、水素原子又はメチル基を表す。
L5は、単結合又は炭素数1〜4の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
L3は、炭素数1〜8のペルフルオロアルカンジイル基又は炭素数3〜12のペルフルオロシクロアルカンジイル基を表す。
R6は、水素原子又はフッ素原子を表す。]
Examples of the structural unit (a4) include a structural unit represented by the formula (a4-0).
[In equation (a4-0),
R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
L 5 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
L 3 represents a perfluoroalkanediyl group having 1 to 8 carbon atoms or a perfluorocycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms.
R 6 represents a hydrogen atom or a fluorine atom. ]
L5の脂肪族飽和炭化水素基としては、炭素数1〜4のアルカンジイル基が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基、直鎖状アルカンジイル基に、アルキル基(特に、メチル基、エチル基等)の側鎖を有したもの、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基及び2−メチルプロパン−1,2−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
L3のペルフルオロアルカンジイル基としては、ジフルオロメチレン基、ペルフルオロエチレン基、ペルフルオロエチルフルオロメチレン基、ペルフルオロプロパン−1,3−ジイル基、ペルフルオロプロパン−1,2−ジイル基、ペルフルオロプロパン−2,2−ジイル基、ペルフルオロブタン−1,4−ジイル基、ペルフルオロブタン−2,2−ジイル基、ペルフルオロブタン−1,2−ジイル基、ペルフルオロペンタン−1,5−ジイル基、ペルフルオロペンタン−2,2−ジイル基、ペルフルオロペンタン−3,3−ジイル基、ペルフルオロヘキサン−1,6−ジイル基、ペルフルオロヘキサン−2,2−ジイル基、ペルフルオロヘキサン−3,3−ジイル基、ペルフルオロヘプタン−1,7−ジイル基、ペルフルオロヘプタン−2,2−ジイル基、ペルフルオロヘプタン−3,4−ジイル基、ペルフルオロヘプタン−4,4−ジイル基、ペルフルオロオクタン−1,8−ジイル基、ペルフルオロオクタン−2,2−ジイル基、ペルフルオロオクタン−3,3−ジイル基、ペルフルオロオクタン−4,4−ジイル基等が挙げられる。
L3のペルフルオロシクロアルカンジイル基としては、ペルフルオロシクロヘキサンジイル基、ペルフルオロシクロペンタンジイル基、ペルフルオロシクロヘプタンジイル基、ペルフルオロアダマンタンジイル基等が挙げられる。
L5は、好ましくは単結合、メチレン基又はエチレン基であり、より好ましくは単結合又はメチレン基である。
L3は、好ましくは炭素数1〜6のペルフルオロアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数1〜3のペルフルオロアルカンジイル基である。
Examples of the aliphatic saturated hydrocarbon group of L 5, include alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, e.g., methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl, butane-1,4-diyl group , Etc., a linear alkanediyl group having a side chain of an alkyl group (particularly, a methyl group, an ethyl group, etc.), an ethane-1,1-diyl group, a propane-1, Examples thereof include branched alkanediyl groups such as 2-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group and 2-methylpropane-1,2-diyl group.
The perfluoro alkanediyl group L 3, difluoromethylene group, a perfluoroalkyl ethylene group, perfluoroethyl fluoro methylene group, perfluoro-1,3-diyl group, perfluoro-1,2-diyl group, perfluoropropane-2,2 -Diyl group, perfluorobutane-1,4-diyl group, perfluorobutane-2,2-diyl group, perfluorobutane-1,2-diyl group, perfluoropentane-1,5-diyl group, perfluoropentane-2,2 -Diyl group, perfluoropentane-3,3-diyl group, perfluorohexane-1,6-diyl group, perfluorohexane-2,2-diyl group, perfluorohexane-3,3-diyl group, perfluoroheptane-1,7 -Diyl group, perfluoroheptane-2,2-diyl group, perfluoroheptane-3,4-diyl group, perfluoroheptane-4,4-diyl group, perfluorooctane-1,8-diyl group, perfluorooctane-2,2 -Diyl group, perfluorooctane-3,3-diyl group, perfluorooctane-4,4-diyl group and the like can be mentioned.
Examples of the perfluorocycloalkanediyl group of L 3 include a perfluorocyclohexanediyl group, a perfluorocyclopentanediyl group, a perfluorocycloheptanediyl group, a perfluoroadamantandiyl group and the like.
L 5 is preferably a single bond, a methylene group or an ethylene group, and more preferably a single bond or a methylene group.
L 3 is preferably a perfluoroalkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a perfluoroalkanediyl group having 1 to 3 carbon atoms.
構造単位(a4−0)としては、以下に示す構造単位が挙げられる。
Examples of the structural unit (a4-0) include the following structural units.
上記の構造単位において、式(a4−0)中のR5に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位も、構造単位(a4−0)の具体例として挙げることができる。 In the above structural unit, a structural unit in which the methyl group corresponding to R 5 in the formula (a4-0) is replaced with a hydrogen atom can also be mentioned as a specific example of the structural unit (a4-0).
構造単位(a4)としては、式(a4−1)で表される構造単位が挙げられる。
[式(a4−1)中、
Ra41は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra42は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
Aa41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)で表される基を表す。]
[式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
Aa42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
Aa43は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1〜5の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
Xa41及びXa42は、それぞれ独立に、−O−、−CO−、−CO−O−又は−O−CO−を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は7以下である。
*で表される2つの結合手のうち、右側の*が−O−CO−Ra42との結合手である。]
Examples of the structural unit (a4) include a structural unit represented by the formula (a4-1).
[In equation (a4-1),
R a41 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a42 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and -CH 2- contained in the hydrocarbon group may be replaced with -O- or -CO-. good.
Aa41 represents an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or a group represented by the formula (ag1). ]
[In the formula (ag1),
s represents 0 or 1.
A a42 and A a44 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent.
A a43 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a single bond or a substituent.
X a41 and X a42 independently represent -O-, -CO-, -CO-O- or -O-CO-, respectively.
However, the total number of carbon atoms of A a42 , A a43 , A a44 , X a41 and X a42 is 7 or less.
Of the two bonds represented by *, the * on the right side is the bond with -O-CO-R a42 . ]
Ra42の炭化水素基としては、鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、並びにこれらを組合せることにより形成される基が挙げられる。
鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基は、炭素−炭素不飽和結合を有していてもよいが、鎖式及び環式の脂肪族飽和炭化水素基並びにこれらを組合せることにより形成される基が好ましい。該脂肪族飽和炭化水素基としては、直鎖又は分岐のアルキル基及び単環又は多環の脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組み合わせることにより形成される脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group of R a42 include a chain type and a ring type aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group formed by combining these groups.
Chain and cyclic aliphatic hydrocarbon groups may have carbon-carbon unsaturated bonds, but are formed by chain and cyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups and their combination. Groups are preferred. The aliphatic saturated hydrocarbon group is a fat formed by combining a linear or branched alkyl group and a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group, and an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group. Group hydrocarbon groups and the like can be mentioned.
鎖式の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基及びn−オクタデシル基が挙げられる。環式の脂肪族炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基;デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、ノルボルニル基及び下記の基(*は結合手を表す。)等の多環式の脂環式炭化水素基が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基、フェナントリル基及びフルオレニル基が挙げられる。
Chain-type aliphatic hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and n-decyl. Examples thereof include a group, an n-dodecyl group, an n-pentadecyl group, an n-hexadecyl group, an n-heptadecyl group and an n-octadecyl group. The cyclic aliphatic hydrocarbon group includes a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a cyclooctyl group; a decahydronaphthyl group, an adamantyl group, a norbornyl group and the following groups (* is a bond). Examples thereof include a polycyclic alicyclic hydrocarbon group such as (representing a hand).
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a biphenylyl group, a phenanthryl group and a fluorenyl group.
Ra42の置換基としては、ハロゲン原子又は式(a−g3)で表される基が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子が挙げられる。
[式(a−g3)中、
Xa43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
Aa45は、少なくとも1つのハロゲン原子を有する炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基を表す。
*は結合手を表す。]
Examples of the substituent of R a42 include a halogen atom or a group represented by the formula (ag3). Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a fluorine atom is preferable.
[In the formula (ag3),
X a43 represents an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a45 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms having at least one halogen atom.
* Represents a bond. ]
Aa45の脂肪族炭化水素基としては、Ra42で例示したものと同様の基が挙げられる。
Ra42は、ハロゲン原子を有してもよい脂肪族炭化水素基であることが好ましく、ハロゲン原子を有するアルキル基及び/又は式(a−g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
Ra42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、Ra42は好ましくはフッ素原子を有する脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはペルフルオロアルキル基又はペルフルオロシクロアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。ペルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基等が挙げられる。ペルフルオロシクロアルキル基としては、ペルフルオロシクロヘキシル基等が挙げられる。
Ra42が、式(a−g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基である場合、式(a−g3)で表される基に含まれる炭素数を含めて、脂肪族炭化水素基の総炭素数は、15以下が好ましく、12以下がより好ましい。式(a−g3)で表される基を置換基として有する場合、その数は1個が好ましい。
Examples of the aliphatic hydrocarbon group of A a45 include the same groups as those exemplified in Ra 42.
R a42 is preferably an aliphatic hydrocarbon group which may have a halogen atom, and is an alkyl group having a halogen atom and / or an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by the formula (ag3). Is more preferable.
When R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, R a42 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having a fluorine atom, more preferably a perfluoroalkyl group or a perfluorocycloalkyl group, and even more preferably. It is a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Examples of the perfluoroalkyl group include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluoroheptyl group and a perfluorooctyl group. Examples of the perfluorocycloalkyl group include a perfluorocyclohexyl group.
When R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by the formula (ag3), the aliphatic hydrocarbon includes the number of carbon atoms contained in the group represented by the formula (ag3). The total carbon number of the group is preferably 15 or less, more preferably 12 or less. When the group represented by the formula (ag3) is used as a substituent, the number thereof is preferably one.
式(a−g3)で表される基のより好ましい構造は、以下の構造である。
A more preferable structure of the group represented by the formula (ag3) is the following structure.
Aa41のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、1−メチルブタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基が挙げられる。
Aa41のアルカンジイル基における置換基としては、ヒドロキシ基及び炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。
Aa41は、好ましくは炭素数1〜4のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数2〜4のアルカンジイル基であり、さらに好ましくはエチレン基である。
The alkanediyl group of A a41 includes a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, and a hexane-1,6-diyl group. Linear alkanediyl groups such as propane-1,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, 1-methylbutane-1,4-diyl group, etc. Examples thereof include branched alkanediyl groups such as 2-methylbutane-1,4-diyl group.
Examples of the substituent in the alkanediyl group of Aa41 include a hydroxy group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
A a41 is preferably an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and further preferably an ethylene group.
基(a−g1)におけるAa42、Aa43及びAa44の脂肪族炭化水素基は、炭素−炭素不飽和結合を有していてもよいが、脂肪族飽和炭化水素基であることが好ましい。
該脂肪族飽和炭化水素基としては、アルキル基(当該アルキル基は直鎖でも分岐していてもよい)及び脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組合せることにより形成される脂肪族炭化水素基等が挙げられる。具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、1−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基等が挙げられる。
Aa42、Aa43及びAa44の脂肪族炭化水素基の置換基としては、ヒドロキシ基及び炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。
sは、0であることが好ましい。
The aliphatic hydrocarbon groups A a42 , A a43 and A a44 in the group (a-g1) may have a carbon-carbon unsaturated bond, but are preferably aliphatic saturated hydrocarbon groups.
As the aliphatic saturated hydrocarbon group, an alkyl group (the alkyl group may be linear or branched) and an alicyclic hydrocarbon group, and an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group are combined. Examples thereof include an aliphatic hydrocarbon group formed by. Specifically, a methylene group, an ethylene group, a propane-1,3-diyl group, a propane-1,2-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a 1-methylpropane-1,3-diyl group, Examples thereof include 2-methylpropane-1,3-diyl group and 2-methylpropane-1,2-diyl group.
Examples of the substituent of the aliphatic hydrocarbon group of A a42, A a43 and A a44 include a hydroxy group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
s is preferably 0.
Xa42が酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す基(a−g1)としては、以下の基等が挙げられる。以下の例示において、*及び**はそれぞれ結合手を表わし、**が−O−CO−Ra42との結合手である。
Examples of the group (ag1) in which X a42 represents an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group include the following groups. In the following examples, * and ** represent a bond, respectively, and ** is a bond with -O-CO-R a42 .
式(a4−1)で表される構造単位としては、以下で表される構成単位及び式(a4−1)中のRa41に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
Examples of the structural unit represented by the formula (a4-1) include a structural unit represented by the following and a structural unit in which the methyl group corresponding to Ra41 in the formula (a4-1) is replaced with a hydrogen atom.
構造単位(a4)は、式(a4−4)で表される構造単位であってもよい。
[式(a4−4)中、
Rf21は、水素原子又はメチル基を表す。
Af21は、−(CH2)j1−、−(CH2)j2−O−(CH2)j3−又は−(CH2)j4−CO−O−(CH2)j5−を表す。
j1〜j5は、それぞれ独立に、1〜6のいずれかの整数を表す。
Rf22は、フッ素原子を有する炭素数1〜10の炭化水素基を表す。]
The structural unit (a4) may be a structural unit represented by the formula (a4-4).
[In equation (a4-4),
R f21 represents a hydrogen atom or a methyl group.
A f21 represents − (CH 2 ) j1 −, − (CH 2 ) j2 −O− (CH 2 ) j3 − or − (CH 2 ) j4 −CO−O− (CH 2 ) j5- .
j1 to j5 each independently represent an integer of 1 to 6.
R f22 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom. ]
Rf22のフッ素原子を有する炭化水素基としては、フッ素原子を有する炭素数1〜10のアルキル基又はフッ素原子を有する炭素数3〜10の脂環式炭化水素基が挙げられる。具体的には、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、ペルフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、1−(トリフルオロメチル)−2,2,2−トリフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、ペルフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(ペルフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、ペルフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、2−(ペルフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、ペルフルオロペンチルメチル基、ペルフルオロヘキシル基ペルフルオロシクロヘキシル基、ペルフルオロアダマンチル基等が挙げられる。フッ素原子を有する炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましく、フッ素原子を有する炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましい。 Examples of the hydrocarbon group having a fluorine atom of R f22 include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom and an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms having a fluorine atom. Specifically, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 1,1-difluoroethyl group, 2,2-difluoroethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoroethyl group, 1,1,2 , 2-Tetrafluoropropyl group, 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropyl group, Perfluoroethylmethyl group, 1- (trifluoromethyl) -1,2,2,2-tetrafluoroethyl group , 1- (trifluoromethyl) -2,2,2-trifluoroethyl group, perfluoropropyl group, 1,1,2,2-tetrafluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3-hexa Fluorobutyl group, 1,1,2,2,3,3,4,5-octafluorobutyl group, perfluorobutyl group, 1,1-bis (trifluoro) methyl-2,2,2-trifluoroethyl group , 2- (Perfluoropropyl) ethyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoropentyl group, perfluoropentyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4 , 5,5-decafluoropentyl group, 1,1-bis (trifluoromethyl) -2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 1,1,2 , 2,3,3,4,5,5-decafluorohexyl group, 1,1,2,2,3,4,4,5,5,6-dodecafluorohexyl group, perfluoro Examples thereof include a pentylmethyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorocyclohexyl group, and a perfluoroadamantyl group. It is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom, and more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a fluorine atom.
式(a4−4)においては、Af21としては、−(CH2)j1−が好ましく、エチレン基又はメチレン基がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。 In the formula (a4-4), as A f21 , − (CH 2 ) j1 − is preferable, an ethylene group or a methylene group is more preferable, and a methylene group is further preferable.
式(a4−4)で表される構造単位としては、例えば、以下の構造単位及び式(a4−4)中のRf21に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
樹脂(A)が、構造単位(a4)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、1〜20モル%であることが好ましく、2〜15モル%であることがより好ましく、3〜10モル%であることがさらに好ましい。
Examples of the structural unit represented by the formula (a4-4) include the following structural unit and the structural unit in which the methyl group corresponding to R f21 in the formula (a4-4) is replaced with a hydrogen atom.
When the resin (A) has the structural unit (a4), the content thereof is preferably 1 to 20 mol%, preferably 2 to 15 mol%, based on the total of all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and 3 to 10 mol% is further preferable.
<構造単位(a5)>
構造単位(a5)が有する非脱離炭化水素基としては、直鎖、分岐又は環状の炭化水素基が挙げられる。なかでも、構造単位(a5)は、脂環式炭化水素基を有する基であることが好ましい。
構造単位(a5)としては、例えば、式(a5−1)で表される構造単位が挙げられる。
[式(a5−1)中、
R51は、水素原子又はメチル基を表す。
R52は、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
但し、L55との結合位置にある炭素原子に結合する水素原子は、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基で置換されない。
L55は、単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。]
<Structural unit (a5)>
Examples of the non-eliminating hydrocarbon group contained in the structural unit (a5) include a linear, branched or cyclic hydrocarbon group. Among them, the structural unit (a5) is preferably a group having an alicyclic hydrocarbon group.
Examples of the structural unit (a5) include a structural unit represented by the formula (a5-1).
[In equation (a5-1),
R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 52 represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an aliphatic hydrocarbon group or a hydroxy group having 1 to 8 carbon atoms. You may.
However, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the bond position with L 55 is not replaced by an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L 55 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. ]
R52の脂環式炭化水素基は、単環式及び多環式のいずれでもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、アダマンチル基及びノルボルニル基等が挙げられる。
炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基等のアルキル基が挙げられる。
置換基を有した脂環式炭化水素基としては、3−ヒドロキシアダマンチル基、3−メチルアダマンチル基などが挙げられる。
R52は、好ましくは無置換の炭素数3〜18の脂環式炭化水素基であり、より好ましくはアダマンチル基、ノルボルニル基又はシクロヘキシル基である。
The alicyclic hydrocarbon group of R 52 may be either monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include an adamantyl group and a norbornyl group.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group and a hexyl group. , Alkyl groups such as octyl group and 2-ethylhexyl group.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having a substituent include a 3-hydroxyadamantyl group and a 3-methyladamantyl group.
R 52 is preferably an unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and more preferably an adamantyl group, a norbornyl group or a cyclohexyl group.
L55の2価の飽和炭化水素基としては、2価の脂肪族飽和炭化水素基及び2価の脂環式飽和炭化水素基が挙げられ、好ましくは2価の脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
2価の脂肪族飽和炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロパンジイル基、ブタンジイル基及びペンタンジイル基等のアルカンジイル基が挙げられる。
2価の脂環式飽和炭化水素基は、単環式及び多環式のいずれでもよい。単環式の脂環式飽和炭化水素基としては、シクロペンタンジイル基及びシクロヘキサンジイル基等のシクロアルカンジイル基が挙げられる。多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基としては、アダマンタンジイル基及びノルボルナンジイル基等が挙げられる。
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group of L 55 include a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group and a divalent alicyclic saturated hydrocarbon group, preferably a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group. Be done.
Examples of the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group include an alkanediyl group such as a methylene group, an ethylene group, a propanediyl group, a butanjiyl group and a pentandiyl group.
The divalent alicyclic saturated hydrocarbon group may be either monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon group include a cycloalkanediyl group such as a cyclopentanediyl group and a cyclohexanediyl group. Examples of the polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbon group include an adamantandiyl group and a norbornanediyl group.
飽和炭化水素基に含まれるメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基で置き換わった基としては、例えば、以下に記載の基が挙げられる。*は酸素原子との結合手を表す。
Examples of the group in which the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include the groups described below. * Represents a bond with an oxygen atom.
構造単位(a5−1)としては、以下の構造単位及び式(a5−1)においてR51に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が挙げられる。
The structural unit (a5-1), include structural units in which a methyl group is replaced by a hydrogen atom corresponding to R 51 in the following structural units and the formula (a5-1).
樹脂(A)が、構造単位(a5)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単位の合計に対して、1〜30モル%であることが好ましく、2〜20モル%であることがより好ましく、3〜15モル%であることがさらに好ましい。 When the resin (A) has the structural unit (a5), the content thereof is preferably 1 to 30 mol%, preferably 2 to 20 mol%, based on the total of all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and 3 to 15 mol% is further preferable.
樹脂(A)を構成する各構造単位は、2種以上を組み合わせて用いてもよく、これら構造単位を誘導するモノマーを用いて、公知の重合法(例えばラジカル重合法)によって製造することができる。樹脂(A)が有する各構造単位の含有率は、重合に用いるモノマーの使用量で調整できる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,000以上(より好ましくは2,500以上、さらに好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下、さらに好ましくは15,000以下)である。本明細書では、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで実施例に記載の条件により求めた値である。
Each structural unit constituting the resin (A) may be used in combination of two or more, and can be produced by a known polymerization method (for example, a radical polymerization method) using a monomer for inducing these structural units. .. The content of each structural unit of the resin (A) can be adjusted by adjusting the amount of the monomer used for the polymerization.
The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,000 or more (more preferably 2,500 or more, still more preferably 3,000 or more) and 50,000 or less (more preferably 30,000 or less, still more preferable. Is 15,000 or less). In the present specification, the weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography under the conditions described in Examples.
<樹脂(A)以外の樹脂>
本発明のレジスト組成物は、樹脂(A)以外の樹脂を含んでもよい。このような樹脂としては、例えば、構造単位(s)のみからなる樹脂、構造単位(a4)を含む樹脂(ただし、構造単位(a1)を含まない、以下「樹脂(X)」という場合がある。)が挙げられる。なかでも、樹脂(X)が好ましい。
樹脂(X)において、構造単位(a4)の含有率は、樹脂(X)の全構造単位に対して、40モル%以上が好ましく、45モル%以上がより好ましく、50モル%以上がさらに好ましい。
樹脂(X)がさらに有していてもよい構造単位としては、構造単位(a2)、構造単位(a3)及びその他の公知のモノマーに由来する構造単位が挙げられる。
樹脂(X)の重量平均分子量は、好ましくは、8,000以上(より好ましくは10,000以上)、80,000以下(より好ましくは60,000以下)である。かかる樹脂(X)の重量平均分子量の測定手段は、樹脂(A)の場合と同様である。
レジスト組成物が樹脂(X)を含む場合、その含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1〜60質量部であり、より好ましくは1〜50質量部であり、さらに好ましくは1〜40質量部であり、特に好ましくは2〜30質量部である。
<Resin other than resin (A)>
The resist composition of the present invention may contain a resin other than the resin (A). Examples of such a resin include a resin consisting of only the structural unit (s) and a resin containing the structural unit (a4) (however, the resin does not include the structural unit (a1), hereinafter referred to as "resin (X)". .) Can be mentioned. Of these, the resin (X) is preferable.
In the resin (X), the content of the structural unit (a4) is preferably 40 mol% or more, more preferably 45 mol% or more, still more preferably 50 mol% or more, based on all the structural units of the resin (X). ..
Examples of the structural unit that the resin (X) may further include include a structural unit (a2), a structural unit (a3), and a structural unit derived from other known monomers.
The weight average molecular weight of the resin (X) is preferably 8,000 or more (more preferably 10,000 or more) and 80,000 or less (more preferably 60,000 or less). The means for measuring the weight average molecular weight of the resin (X) is the same as that of the resin (A).
When the resist composition contains the resin (X), the content thereof is preferably 1 to 60 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, and further, with respect to 100 parts by mass of the resin (A). It is preferably 1 to 40 parts by mass, and particularly preferably 2 to 30 parts by mass.
樹脂(A)と樹脂(A)以外の樹脂との合計含有率は、レジスト組成物の固形分に対して、80質量%以上99質量%以下が好ましい。レジスト組成物の固形分及びこれに対する樹脂の含有率は、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定することができる。 The total content of the resin (A) and the resin other than the resin (A) is preferably 80% by mass or more and 99% by mass or less with respect to the solid content of the resist composition. The solid content of the resist composition and the content of the resin relative to the solid content can be measured by a known analytical means such as liquid chromatography or gas chromatography.
<酸発生剤(B)>
酸発生剤は、非イオン系とイオン系とに分類されるが、本発明のレジスト組成物の酸発生剤(B)においては、いずれを用いてもよい。非イオン系酸発生剤には、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2−ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N−スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4−スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が含まれる。イオン系酸発生剤は、オニウムカチオンを含むオニウム塩(例えばジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩)が代表的である。オニウム塩のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチドアニオン等がある。
<Acid generator (B)>
The acid generator is classified into a nonionic type and an ionic type, and any of the acid generator (B) of the resist composition of the present invention may be used. Nonionic acid generators include organic halides, sulfonate esters (eg 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, diazonaphthoquinone 4-sulfonate), sulfones. (For example, disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like are included. The ionic acid generator is typically an onium salt containing an onium cation (for example, a diazonium salt, a phosphonium salt, a sulfonium salt, or an iodonium salt). Examples of the onium salt anion include a sulfonic acid anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.
酸発生剤(B)としては、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号や、米国特許第3,779,778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第126,712号等に記載の放射線によって酸を発生する化合物を使用することができる。また、公知の方法で製造した化合物を使用してもよい。 Examples of the acid generator (B) include Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-26653, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-164824, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-69263, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-146038, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-163452. Kaisho 62-153853, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-146029, US Pat. No. 3,779,778, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407, European Patent No. 126,712. Etc., a compound that generates an acid by the radiation described in the above can be used. Moreover, you may use the compound produced by the known method.
酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)で表される塩(以下「酸発生剤(B1)」という場合がある)である。
[式(B1)中、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、炭素数1〜24の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよく、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいメチル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−は、−O−、−SO2−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, and more preferably a salt represented by the formula (B1) (hereinafter, may be referred to as “acid generator (B1)”).
Wherein (B1), Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
L b1 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and -CH 2- contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be replaced with -O- or -CO-. , The hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
Y represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a methyl group which may have a substituent or a substituent, and is contained in the alicyclic hydrocarbon group. CH 2 - is, -O -, - SO 2 - or -CO- may be replaced with.
Z + represents an organic cation. ]
Q1及びQ2のペルフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基等が挙げられる。
Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はトリフルオロメチル基であることが好ましく、ともにフッ素原子であることがより好ましい。
The perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2, a trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluoroisopropyl group, perfluorobutyl group, a perfluoro sec- butyl group, perfluoro-tert- butyl group, perfluoropentyl group, and a perfluoro Hexyl groups and the like can be mentioned.
It is preferable that Q 1 and Q 2 are independently fluorine atoms or trifluoromethyl groups, and it is more preferable that both are fluorine atoms.
Lb1の2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジイル基、単環式又は多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち2種以上を組合せることにより形成される基でもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基及びヘプタデカン−1,17−ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、プロパン−2,2−ジイル基、ペンタン−2,4−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン−1,3−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロオクタン−1,5−ジイル基等のシクロアルカンジイル基である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン−1,4−ジイル基、ノルボルナン−2,5−ジイル基、アダマンタン−1,5−ジイル基、アダマンタン−2,6−ジイル基等の多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基等が挙げられる。
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group of L b1 include a linear alkanediyl group, a branched alkanediyl group, and a monocyclic or polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbon group. It may be a group formed by combining two or more of the groups.
Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1 , 7-Diyl Group, Octane-1,8-Diyl Group, Nonan-1,9-Diyl Group, Decane-1,10-Diyl Group, Undecane-1,11-Diyl Group, Dodecane-1,12-Diyl Group , Tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group and heptadecane-1,17-diyl group. Alcandiyl group;
Ethan-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group, propane-1,2-diyl group, propane-2,2-diyl group, pentane-2,4-diyl group, 2-methylpropane- Branched alkanediyl groups such as 1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1,4-diyl group, 2-methylbutane-1,4-diyl group;
Monocyclic 2 which is a cycloalkanediyl group such as cyclobutane-1,3-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclooctane-1,5-diyl group, etc. Valuable alicyclic saturated hydrocarbon group;
Polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbons such as norbornane-1,4-diyl group, norbornane-2,5-diyl group, adamantane-1,5-diyl group, and adamantane-2,6-diyl group. The group etc. can be mentioned.
Lb1の2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−3)及び下記の具体例において、*は−Yとの結合手を表す。 Examples of the group in which -CH 2- contained in the divalent saturated hydrocarbon group of L b1 is replaced with -O- or -CO- are any of the formulas (b1-1) to (b1-3). The group represented by is mentioned. In the formulas (b1-1) to (b1-3) and the following specific examples, * represents a bond with −Y.
[式(b1−1)中、
Lb2は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
Lb3は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。ただし、Lb2とLb3との炭素数合計は、22以下である。
式(b1−2)中、
Lb4は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
Lb5は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。ただし、Lb4とLb5との炭素数合計は、22以下である。
式(b1−3)中、
Lb6は、単結合又は炭素数1〜23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
Lb7は、単結合又は炭素数1〜23の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。ただし、Lb6とLb7との炭素数合計は、23以下である。]
[In equation (b1-1),
L b2 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b3 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the saturated hydrocarbon group may be substituted. The methylene group contained in the hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. However, the total number of carbon atoms of L b2 and L b3 is 22 or less.
In equation (b1-2),
L b4 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b5 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the saturated hydrocarbon group may be substituted. The methylene group contained in the hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. However, the total number of carbon atoms of L b4 and L b5 is 22 or less.
In equation (b1-3),
L b6 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
L b7 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the saturated hydrocarbon group may be substituted. The methylene group contained in the hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. However, the total number of carbon atoms of L b6 and L b7 is 23 or less. ]
式(b1−1)〜式(b1−3)においては、飽和炭化水素基に含まれるメチレン基が酸素原子又はカルボニル基に置き換わっている場合、置き換わる前の炭素数を該飽和炭化水素基の炭素数とする。
2価の飽和炭化水素基としては、Lb1の2価の飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。
In formulas (b1-1) to (b1-3), when the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group, the number of carbon atoms before the replacement is the carbon of the saturated hydrocarbon group. Let it be a number.
Examples of the divalent saturated hydrocarbon group include those similar to the divalent saturated hydrocarbon group of L b1.
Lb2は、好ましくは単結合である。
Lb3は、好ましくは炭素数1〜4の2価の飽和炭化水素基である。
Lb4は、好ましくは炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基であり、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
Lb5は、好ましくは単結合又は炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb6は、好ましくは単結合又は炭素数1〜4の2価の飽和炭化水素基であり、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
Lb7は、好ましくは単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基であり、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく、該2価の飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
L b2 is preferably a single bond.
L b3 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
L b4 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b5 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b6 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b7 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group. The methylene group contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Lb1の2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−又は−CO−で置き換わった基としては、式(b1−1)又は式(b1−3)で表される基が好ましい。 The group in which -CH 2- contained in the divalent saturated hydrocarbon group of L b1 is replaced with -O- or -CO- is a group represented by the formula (b1-1) or the formula (b1-3). Is preferable.
式(b1−1)としては、式(b1−4)〜式(b1−8)でそれぞれ表される基が挙げられる。
[式(b1−4)中、
Lb8は、単結合又は炭素数1〜22の2価の飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。
式(b1−5)中、
Lb9は、炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb10は、単結合又は炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb9及びLb10の合計炭素数は20以下である。
式(b1−6)中、
Lb11は、炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb12は、単結合又は炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb11及びLb12の合計炭素数は21以下である。
式(b1−7)中、
Lb13は、炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb14は、単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb15は、単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb13〜Lb15の合計炭素数は19以下である。
式(b1−8)中、
Lb16は、炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb17は、炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb18は、単結合又は炭素数1〜17の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb16〜Lb18の合計炭素数は19以下である。]
Examples of the formula (b1-1) include groups represented by the formulas (b1-4) to (b1-8).
[In equation (b1-4),
L b8 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
In equation (b1-5),
L b9 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
L b10 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group. .. However, the total number of carbon atoms of L b9 and L b10 is 20 or less.
In equation (b1-6),
L b11 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms.
L b12 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group. .. However, the total number of carbon atoms of L b11 and L b12 is 21 or less.
In equation (b1-7),
L b13 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms.
L b14 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
L b15 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group. .. However, the total number of carbon atoms of L b13 to L b15 is 19 or less.
In equation (b1-8),
L b16 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
L b17 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
L b18 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group. .. However, the total number of carbon atoms of L b16 to L b18 is 19 or less. ]
Lb8は、好ましくは炭素数1〜4の2価の飽和炭化水素基である。
Lb9は、好ましくは炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb10は、好ましくは単結合又は炭素数1〜19の2価の飽和炭化水素基であり、より好ましくは単結合又は炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb11は、好ましくは炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb12は、好ましくは単結合又は炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb13は、好ましくは炭素数1〜12の2価の飽和炭化水素基である。
Lb14は、好ましくは単結合又は炭素数1〜6の2価の飽和炭化水素基である。
Lb15は、好ましくは単結合又は炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基であり、より好ましくは単結合又は炭素数1〜8の2価の飽和炭化水素基である。
Lb16は、好ましくは炭素数1〜12の2価の飽和炭化水素基である。
Lb17は、好ましくは炭素数1〜6の2価の飽和炭化水素基である。
Lb18は、好ましくは単結合又は炭素数1〜17の2価の飽和炭化水素基であり、より好ましくは単結合又は炭素数1〜4の2価の飽和炭化水素基である。
L b8 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
L b9 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b10 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 19 carbon atoms, and more preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b11 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b12 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b13 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b14 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
L b15 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
L b16 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b17 is preferably a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
L b18 is preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and more preferably a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
式(b1−3)としては、式(b1−9)〜式(b1−11)でそれぞれ表される基が挙げられる。
[式(b1−9)中、
Lb19は、単結合又は炭素数1〜23の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
Lb20は、単結合又は炭素数1〜23の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb19及びLb20の合計炭素数は23以下である。
式(b1−10)中、
Lb21は、単結合又は炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
Lb22は、単結合又は炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb23は、単結合又は炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb21〜Lb23の合計炭素数は21以下である。
式(b1−11)中、
Lb24は、単結合又は炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
Lb25は、炭素数1〜21の2価の飽和炭化水素基を表す。
Lb26は、単結合又は炭素数1〜20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換されていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置換されていてもよい。ただし、Lb24〜Lb26の合計炭素数は21以下である。]
Examples of the formula (b1-3) include groups represented by the formulas (b1-9) to (b1-11).
[In equation (b1-9),
L b19 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b20 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. May be good. The methylene group contained in the acyloxy group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the acyloxy group may be replaced with a hydroxy group. However, the total number of carbon atoms of L b19 and L b20 is 23 or less.
In equation (b1-10),
L b21 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b22 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms.
L b23 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. You may. The methylene group contained in the acyloxy group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the acyloxy group may be replaced with a hydroxy group. However, the total number of carbon atoms of L b21 to L b23 is 21 or less.
In equation (b1-11),
L b24 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom.
L b25 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms.
L b26 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. You may. The methylene group contained in the acyloxy group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group, and the hydrogen atom contained in the acyloxy group may be replaced with a hydroxy group. However, the total number of carbon atoms of L b24 ~L b26 is 21 or less. ]
式(b1−9)から式(b1−11)においては、2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子がアシルオキシ基に置換されている場合、アシルオキシ基の炭素数、エステル結合中のCO及びOの数をも含めて、該2価の飽和炭化水素基の炭素数とする。 In formulas (b1-9) to (b1-11), when the hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group is substituted with an acyloxy group, the number of carbon atoms of the acyloxy group, CO in the ester bond and The number of carbon atoms of the divalent saturated hydrocarbon group including the number of O is used.
アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the acyloxy group include an acetyloxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, a cyclohexylcarbonyloxy group, an adamantylcarbonyloxy group and the like.
式(b1−4)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-4) include the following.
式(b1−5)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-5) include the following.
式(b1−6)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-6) include the following.
式(b1−7)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-7) include the following.
式(b1−8)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-8) include the following.
式(b1−2)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-2) include the following.
式(b1−9)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-9) include the following.
式(b1−10)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-10) include the following.
式(b1−11)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (b1-11) include the following.
Yで表される脂環式炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y11)、式(Y36)〜式(Y38)で表される基が挙げられる。
Yで表される脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−が−O−、−SO2−又は−CO−で置き換わる場合、その数は1つでもよいし、2以上の複数でもよい。そのような基としては、式(Y12)〜式(Y38)で表される基が挙げられる。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y11) and formulas (Y36) to (Y38).
When -CH 2- contained in the alicyclic hydrocarbon group represented by Y is replaced by -O-, -SO 2- or -CO-, the number may be one or two or more. .. Examples of such a group include groups represented by the formulas (Y12) to (Y38).
なかでも、好ましくは式(Y1)〜式(Y20)、式(Y30)、式(Y31)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y15)、式(Y16)、式(Y20)、式(Y30)又は式(Y31)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)、式(Y15)又は式(Y30)で表される基である。
Yが式(Y28)〜式(Y33)等のスピロ環を構成する場合には、2つの酸素間のアルカンジイル基は、1以上のフッ素原子を有することが好ましい。また、ケタール構造に含まれるアルカンジイル基のうち、酸素原子に隣接するメチレン基には、フッ素原子が置換されていないものが好ましい。
Among them, it is preferably a group represented by any one of the formulas (Y1) to (Y20), formula (Y30), and formula (Y31), and more preferably the formulas (Y11), formulas (Y15), and formulas (Y11). It is a group represented by Y16), formula (Y20), formula (Y30) or formula (Y31), and more preferably a group represented by formula (Y11), formula (Y15) or formula (Y30).
When Y constitutes a spiro ring of formulas (Y28) to (Y33), the alkanediyl group between the two oxygens preferably has one or more fluorine atoms. Further, among the alkanediyl groups contained in the ketal structure, those in which the fluorine atom is not substituted in the methylene group adjacent to the oxygen atom are preferable.
Yで表されるメチル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシ基又は−(CH2)ja−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。jaは、0〜4のいずれかの整数を表す)等が挙げられる。
Yで表される脂環式炭化水素基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ヒドロキシ基で置換されていてもよい炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2)ja−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1〜16のアルキル基、炭素数3〜16の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。jaは、0〜4のいずれかの整数を表す)等が挙げられる。
Examples of the substituent of the methyl group represented by Y include a halogen atom, a hydroxy group, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, a glycidyloxy group or-(. CH 2 ) ja- O-CO-R b1 group (in the formula, R b1 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or an aromatic group having 6 to 18 carbon atoms. It represents a hydrocarbon group. Ja represents an integer of 0 to 4) and the like.
As the substituent of the alicyclic hydrocarbon group represented by Y, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, a hydroxy group or a hydroxy group, and an alicyclic group having 3 to 16 carbon atoms A hydrocarbon group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, a glycidyloxy group or-(CH). 2 ) ja- O-CO-R b1 group (in the formula, R b1 is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 16 carbon atoms, or an aromatic carbide having 6 to 18 carbon atoms. It represents a hydrogen group. Ja represents an integer of 0 to 4) and the like.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基;トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。
ヒドロキシ基で置換されているアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基及びナフチルエチル基等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a norbornyl group, an adamantyl group and the like.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a p-methylphenyl group, a p-tert-butylphenyl group and a p-adamantylphenyl group; a trill group, a xsilyl group, a cumenyl group and a mesityl group. , Biphenyl group, phenanthryl group, aryl group such as 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl and the like.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, a heptyl group, and 2 -Ethylhexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group and the like can be mentioned.
Examples of the alkyl group substituted with the hydroxy group include hydroxyalkyl groups such as a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptyloxy group, an octyloxy group, a decyloxy group and a dodecyloxy group.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group and a naphthylethyl group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group and the like.
Yとしては、以下のものが挙げられる。
Examples of Y include the following.
Yがメチル基であり、かつLb1が炭素数1〜17の2価の直鎖状又は分岐状飽和炭化水素基である場合、Yとの結合位置にある該2価の飽和炭化水素基の−CH2−は、−O−又は−CO−に置き換わっていることが好ましい。 When Y is a methyl group and L b1 is a divalent linear or branched saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, the divalent saturated hydrocarbon group at the bonding position with Y It is preferable that −CH 2− is replaced with −O− or −CO−.
Yは、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基であり、より好ましく置換基を有していてもよいアダマンチル基であり、該脂環式炭化水素基又はアダマンチル基を構成するメチレン基は酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Yは、さらに好ましくはアダマンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、オキソアダマンチル基又は下記で表される基である。
Y is preferably an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and more preferably an adamantyl group which may have a substituent, and is said to be an alicyclic hydrocarbon. The methylene group constituting the hydrogen group or the adamantyl group may be replaced with an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group. Y is more preferably an adamantyl group, a hydroxyadamantyl group, an oxoadamantyl group or a group represented by the following.
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、式(B1−A−1)〜式(B1−A−54)で表されるアニオン〔以下、式番号に応じて「アニオン(B1−A−1)」等という場合がある。〕が好ましく、式(B1−A−1)〜式(B1−A−4)、式(B1−A−9)、式(B1−A−10)、式(B1−A−24)〜式(B1−A−33)、式(I−A−36)〜式(I−A−40)、式(B1−A−47)〜式(B1−A−54)のいずれかで表されるアニオンがより好ましい。
Examples of the sulfonic acid anion in the salt represented by the formula (B1) include anions represented by the formulas (B1-A-1) to (B1-A-54) [hereinafter, "anion (B1)" according to the formula number. -A-1) "etc. ] Are preferable, and formulas (B1-A-1) to (B1-A-4), formulas (B1-A-9), formulas (B1-A-10), formulas (B1-A-24) to formulas (B1-A-24) to formulas. (B1-A-33), formulas (IA-36) to formulas (IA-40), formulas (B1-A-47) to formulas (B1-A-54). Anions are more preferred.
ここでRi2〜Ri7は、例えば、炭素数1〜4のアルキル基、好ましくはメチル基又はエチル基である。Ri8は、例えば、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数5〜12の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基、より好ましくはメチル基、エチル基、シクロヘキシル基又はアダマンチル基である。L4は、単結合又は炭素数1〜4のアルカンジイル基である。
Q1及びQ2は、上記と同じである。
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、具体的には、特開2010−204646号公報に記載されたアニオンが挙げられる。
Here, R i2 to R i7 are, for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group or an ethyl group. Ri8 is formed, for example, by an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 12 carbon atoms, or a combination thereof. Group, more preferably a methyl group, an ethyl group, a cyclohexyl group or an adamantyl group. L 4 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Q 1 and Q 2 are the same as above.
Specific examples of the sulfonic acid anion in the salt represented by the formula (B1) include anions described in JP-A-2010-204646.
好ましい式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、式(B1a−1)〜式(B1a−30)でそれぞれ表されるアニオンが挙げられる。
Examples of the sulfonic acid anion in the salt represented by the preferred formula (B1) include anions represented by the formulas (B1a-1) to (B1a-30).
なかでも、式(B1a−1)〜式(B1a−3)及び式(B1a−7)〜式(B1a−16)、式(B1a−18)、式(B1a−19)、式(B1a−22)〜式(B1a−30)のいずれかで表されるアニオンが好ましい。 Among them, equations (B1a-1) to (B1a-3) and equations (B1a-7) to (B1a-16), equations (B1a-18), equations (B1a-19), and equations (B1a-22). )-Anion represented by any of the formulas (B1a-30) is preferable.
Z+の有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、例えば、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、有機ホスホニウムカチオン等が挙げられ、好ましくは有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンが挙げられ、より好ましくはアリールスルホニウムカチオンが挙げられる。
式(B1)中のZ+は、好ましくは式(I)で例示した式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表されるカチオンである。
Examples of the Z + organic cation include an organic onium cation, for example, an organic sulfonium cation, an organic iodine cation, an organic ammonium cation, a benzothiazolium cation, an organic phosphonium cation, and the like, preferably an organic sulfonium cation or an organic iodine cation. These include, more preferably aryl sulfonium cations.
Z + in the formula (B1) is preferably a cation represented by any of the formulas (b2-1) to (b2-4) exemplified in the formula (I).
酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び上述の有機カチオンの組合せであり、これらは任意に組合せることができる。酸発生剤(B1)としては、好ましくは式(B1a−1)〜式(B1a−3)及び式(B1a−7)〜式(B1a−16)のいずれかで表されるアニオンとカチオン(b2−1)又はカチオン(b2−3)との組合せが挙げられる。 The acid generator (B1) is a combination of the above-mentioned sulfonic acid anion and the above-mentioned organic cation, and these can be arbitrarily combined. The acid generator (B1) is preferably an anion and a cation (b2) represented by any of the formulas (B1a-1) to (B1a-3) and formulas (B1a-7) to (B1a-16). -1) or a combination with a cation (b2-3) can be mentioned.
酸発生剤(B1)としては、好ましくは式(B1−1)〜式(B1−48)でそれぞれ表されるものが挙げられる。中でも式(B1−1)〜式(B1−3)、式(B1−5)〜式(B1−7)、式(B1−11)〜式(B1−14)、式(B1−20)、式(B1−21)、式(B1−22)、式(B1−23)〜式(B1−26)、式(B1−29)、式(B1−31)、式(B1−32)、式(B1−33)、式(B1−34)、式(B1−35)、式(B1−36)、式(B1−37)、式(B1−38)、式(B1−39)、式(B1−40)、式(B1−41)、式(B1−42)、式(B1−43)、式(B1−44)、式(B1−45)、式(B1−46)、式(B1−47)又は式(B1−48)でそれぞれ表されるものがとりわけ好ましい。
As the acid generator (B1), those represented by the formulas (B1-1) to (B1-48) are preferably mentioned. Among them, formulas (B1-1) to formulas (B1-3), formulas (B1-5) to formulas (B1-7), formulas (B1-11) to formulas (B1-14), formulas (B1-20), Formula (B1-21), formula (B1-22), formula (B1-23) to formula (B1-26), formula (B1-29), formula (B1-31), formula (B1-32), formula (B1-33), Equation (B1-34), Equation (B1-35), Equation (B1-36), Equation (B1-37), Equation (B1-38), Equation (B1-39), Equation (B1-39) B1-40), formula (B1-41), formula (B1-42), formula (B1-43), formula (B1-44), formula (B1-45), formula (B1-46), formula (B1) Those represented by −47) or the formula (B1-48) are particularly preferable.
本発明のレジスト組成物においては、酸発生剤の含有率は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは25質量部以下)である。本発明のレジスト組成物は、酸発生剤(B)の1種を単独で含有してもよく、複数種を含有してもよい。 In the resist composition of the present invention, the content of the acid generator is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the resin (A). (More preferably, 25 parts by mass or less). The resist composition of the present invention may contain one kind of the acid generator (B) alone, or may contain a plurality of kinds.
〈溶剤(E)〉
溶剤(E)の含有率は、通常、レジスト組成物中90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。溶剤(E)の含有率は、例えば液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析手段で測定できる。
<Solvent (E)>
The content of the solvent (E) is usually 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, and 99.9% by mass or less, preferably 99% by mass or less in the resist composition. Is. The content of the solvent (E) can be measured by a known analytical means such as liquid chromatography or gas chromatography.
溶剤(E)としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノン等のケトン類;γ−ブチロラクトン等の環状エステル類;等を挙げることができる。溶剤(E)の1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。 Examples of the solvent (E) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate. Esters; ketones such as acetone, methylisobutylketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; and the like. One type of solvent (E) may be contained alone, or two or more types may be contained.
〈クエンチャー(C)〉
本発明のレジスト組成物は、クエンチャー(以下「クエンチャー(C)」という場合がある)を含有していてもよい。クエンチャー(C)は、塩基性の含窒素有機化合物又は酸発生剤(B)よりも酸性度の弱い酸を発生する塩が挙げられる。
<Quencher (C)>
The resist composition of the present invention may contain a quencher (hereinafter, may be referred to as "quencher (C)"). Examples of the quencher (C) include a basic nitrogen-containing organic compound or a salt that generates an acid having a weaker acidity than the acid generator (B).
〈塩基性の含窒素有機化合物〉
塩基性の含窒素有機化合物としては、アミン及びアンモニウム塩が挙げられる。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。
<Basic nitrogen-containing organic compounds>
Examples of the basic nitrogen-containing organic compound include amine and ammonium salts. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines.
具体的には、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、2,2’−メチレンビスアニリン、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、ピリジン、4−メチルピリジン、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミン、ビピリジン等が挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。 Specifically, 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-,3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine. , Heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, trypentylamine, trihexylamine, Triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine , Ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, Triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino- 3,3'-diethyldiphenylmethane, 2,2'-methylenebisaniline, imidazole, 4-methylimidazole, pyridine, 4-methylpyridine, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4) −Pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyl) Oxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4'-dipyridyl sulfide, 4,4'-dipyridyl disulfide, 2,2'-dipyridylamine, 2,2'-dipicorylamine, bipyridine and the like. , Preferably diisopropylaniline, and particularly preferably 2,6-diisopropylaniline.
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。 Examples of the ammonium salt include tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, and 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl. Examples thereof include ammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium salicylate and choline.
〈酸性度の弱い酸を発生する塩〉
酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩における酸性度は酸解離定数(pKa)で示される。酸発生剤から発生する酸よりも酸性度の弱い酸を発生する塩は、該塩から発生する酸のpKaが、通常−3<pKaの塩であり、好ましくは−1<pKa<7の塩であり、より好ましくは0<pKa<5の塩である。酸発生剤から発生する酸よりも弱い酸を発生する塩としては、下記式で表される塩、特開2015−147926号公報記載の式(D)で表される弱酸分子内塩、並びに特開2012−229206号公報、特開2012−6908号公報、特開2012−72109号公報、特開2011−39502号公報及び特開2011−191745号公報記載の塩が挙げられる。
<Salt that generates acid with weak acidity>
The acidity of a salt that produces an acid that is weaker than the acid generated by the acid generator is indicated by the acid dissociation constant (pKa). The salt that generates an acid having a weaker acidity than the acid generated from the acid generator is a salt in which the pKa of the acid generated from the salt is usually -3 <pKa, preferably -1 <pKa <7. , And more preferably a salt of 0 <pKa <5. Examples of the salt that generates an acid weaker than the acid generated from the acid generator include a salt represented by the following formula, a weak acid intramolecular salt represented by the formula (D) described in JP-A-2015-147926, and a special case. Examples thereof include the salts described in JP-A-2012-229206, JP-A-2012-6908, JP-A-2012-72109, JP-A-2011-39502 and JP-A-2011-191745.
[式(D)中、
RD1及びRD2は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜7のアシル基、炭素数2〜7のアシルオキシ基、炭素数2〜7のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子を表す。
m’及びn’は、それぞれ独立に、0〜4のいずれかの整数を表し、m’が2以上の場合、複数のRD1は同一であっても異なってもよく、n’が2以上の場合、複数のRD2は同一であっても異なってもよい。]
RD1及びRD2の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらの組み合わせることにより形成される基等が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基等のアルキル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、単環式及び多環式のいずれでもよく、飽和及び不飽和のいずれでもよい。シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロノニル基、シクロドデシル基等のシクロアルキル基、ノルボニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−プロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、アントリル基、p−アダマンチルフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる。
これらを組み合わせることにより形成される基としては、アルキル−シクロアルキル基、シクロアルキル−アルキル基、アラルキル基(例えば、フェニルメチル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニル−1−プロピル基、1−フェニル−2−プロピル基、2−フェニル−2−プロピル基、3−フェニル−1−プロピル基、4−フェニル−1−ブチル基、5−フェニル−1−ペンチル基、6−フェニル−1−ヘキシル基等)等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アシル基としては、アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基、シクロヘキサンカルボニル基等が挙げられる。
アシルオキシ基としては、上記アシル基にオキシ基(−O−)が結合した基等が挙げられる。
アルコキシカルボニル基としては、上記アルコキシ基にカルボニル基(−CO−)が結合した基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
RD1及びRD2は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基、ニトロ基又はハロゲン原子が好ましい。
m’及びn’は、それぞれ独立に、0〜2のいずれかの整数であることが好ましく、0であることがより好ましい。m’が2以上の場合、複数のRD1は同一であっても異なってもよく、n’が2以上の場合、複数のRD2は同一であっても異なってもよい。
[In formula (D),
R D1 and R D2 independently have a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 7 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms. Represents 2 to 7 alkoxycarbonyl groups, nitro groups or halogen atoms.
m'and n'independently represent an integer of 0 to 4, and when m'is 2 or more, a plurality of R D1s may be the same or different, and n'is 2 or more. In the case of, a plurality of R D2s may be the same or different. ]
Examples of the hydrocarbon groups of R D1 and R D2 include aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, and groups formed by combining these groups.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group and nonyl group.
The alicyclic hydrocarbon group may be either a monocyclic or polycyclic group, and may be saturated or unsaturated. Cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclononyl group and cyclododecyl group, norbonyl group, adamantyl group and the like can be mentioned.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group and 4-propylphenyl group. , 4-isopropylphenyl group, 4-butylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-hexylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, anthryl group, p-adamantylphenyl group, trill group, xsilyl group, cumenyl group , Mesityl group, biphenyl group, phenanthryl group, aryl group such as 2,6-diethylphenyl group, 2-methyl-6-ethylphenyl and the like.
Examples of the group formed by combining these groups include an alkyl-cycloalkyl group, a cycloalkyl-alkyl group, and an aralkyl group (for example, phenylmethyl group, 1-phenylethyl group, 2-phenylethyl group, 1-phenyl-1). -Propyl group, 1-Phenyl-2-propyl group, 2-Phenyl-2-propyl group, 3-Phenyl-1-propyl group, 4-Phenyl-1-butyl group, 5-Phenyl-1-pentyl group, 6 −Phenyl-1-hexyl group, etc.) and the like.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.
Examples of the acyl group include an acetyl group, a propanoyl group, a benzoyl group, a cyclohexanecarbonyl group and the like.
Examples of the acyloxy group include a group in which an oxy group (−O−) is bonded to the above acyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include a group in which a carbonyl group (−CO−) is bonded to the above alkoxy group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
R D1 and R D2 independently have an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms. 2 to 4 acyloxy groups, 2 to 4 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups, nitro groups or halogen atoms are preferable.
m'and n'are each independently preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0. When m'is 2 or more, the plurality of R D1s may be the same or different, and when n'is 2 or more, the plurality of R D2s may be the same or different.
クエンチャー(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分中、好ましくは、0.01〜5質量%であり、より好ましく0.01〜4質量%であり、特に好ましく0.01〜3質量%である。 The content of the quencher (C) is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 4% by mass, and particularly preferably 0.01 to 3% by mass, based on the solid content of the resist composition. It is mass%.
〈その他の成分〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、上述の成分以外の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある。)を含有していてもよい。その他の成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料等を利用できる。
<Other ingredients>
The resist composition of the present invention may contain components other than the above-mentioned components (hereinafter, may be referred to as "other components (F)"), if necessary. The other component (F) is not particularly limited, and additives known in the resist field, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes, and the like can be used.
〈レジスト組成物の調製〉
本発明のレジスト組成物は、本発明の塩(I)、樹脂(A)及び酸発生剤(B)、並びに、必要に応じて、樹脂(X)、クエンチャー(C)、溶剤(E)及びその他の成分(F)を混合することにより調製することができる。混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃から、樹脂等の種類や樹脂等の溶剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合等を用いることができる。
各成分を混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。
<Preparation of resist composition>
The resist composition of the present invention comprises the salt (I), the resin (A) and the acid generator (B) of the present invention, and, if necessary, the resin (X), the quencher (C), and the solvent (E). And other component (F) can be prepared by mixing. The mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can be selected from 10 to 40 ° C., depending on the type of resin or the like and the solubility of the resin or the like in the solvent (E). The mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing or the like can be used.
After mixing each component, it is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
<Manufacturing method of resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention is
(1) A step of applying the resist composition of the present invention on a substrate,
(2) A step of drying the applied composition to form a composition layer,
(3) Step of exposing the composition layer,
It includes (4) a step of heating the composition layer after exposure and (5) a step of developing the composition layer after heating.
レジスト組成物を基板上に塗布するには、スピンコーター等、通常、用いられる装置によって行うことができる。基板としては、シリコンウェハ等の無機基板が挙げられる。レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄してもよいし、基板上に反射防止膜等が形成されていてもよい。 The resist composition can be applied onto the substrate by a commonly used device such as a spin coater. Examples of the substrate include an inorganic substrate such as a silicon wafer. The substrate may be washed before the resist composition is applied, or an antireflection film or the like may be formed on the substrate.
塗布後の組成物を乾燥することにより、溶剤を除去し、組成物層を形成する。乾燥は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させること(いわゆるプリベーク)により行うか、あるいは減圧装置を用いて行う。加熱温度は50〜200℃が好ましく、加熱時間は10〜180秒間が好ましい。また、減圧乾燥する際の圧力は、1〜1.0×105Pa程度が好ましい。 By drying the composition after coating, the solvent is removed and a composition layer is formed. Drying is performed, for example, by evaporating the solvent using a heating device such as a hot plate (so-called prebaking), or by using a decompression device. The heating temperature is preferably 50 to 200 ° C., and the heating time is preferably 10 to 180 seconds. The pressure at the time of vacuum drying is preferably about 1~1.0 × 10 5 Pa.
得られた組成物層に、通常、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線や、超紫外光(EUV)を照射するもの等、種々のものを用いることができる。尚、本明細書において、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という場合がある。露光の際、通常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源が電子線の場合は、マスクを用いずに直接描画により露光してもよい。 The obtained composition layer is usually exposed to an exposure machine. The exposure machine may be an immersion exposure machine. Exposure light sources include those that emit ultraviolet laser light such as KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), and F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), and solid-state laser light sources (YAG or semiconductor laser). Etc.), wavelength-converted laser light from far-ultraviolet region or vacuum ultraviolet region to emit harmonic laser light, electron beam, super-ultraviolet light (EUV) irradiation, etc. Can be done. In addition, in this specification, irradiation of these radiations may be generically referred to as "exposure". At the time of exposure, the exposure is usually performed through a mask corresponding to the required pattern. When the exposure light source is an electron beam, the exposure may be performed by drawing directly without using a mask.
露光後の組成物層を、酸不安定基における脱保護反応を促進するために加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)を行う。加熱温度は、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。 The exposed composition layer is heat treated (so-called post-exposure bake) to promote the deprotection reaction at the acid unstable group. The heating temperature is usually about 50 to 200 ° C, preferably about 70 to 150 ° C.
加熱後の組成物層を、通常、現像装置を用いて、現像液を利用して現像する。現像方法としては、ディップ法、パドル法、スプレー法、ダイナミックディスペンス法等が挙げられる。現像温度は5〜60℃が好ましく、現像時間は5〜300秒間が好ましい。現像液の種類を以下のとおりに選択することにより、ポジ型レジストパターン又はネガ型レジストパターンを製造できる。 The composition layer after heating is usually developed using a developing solution using a developing device. Examples of the developing method include a dip method, a paddle method, a spray method, and a dynamic dispense method. The developing temperature is preferably 5 to 60 ° C., and the developing time is preferably 5 to 300 seconds. A positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced by selecting the type of developer as follows.
本発明のレジスト組成物からポジ型レジストパターンを製造する場合は、現像液としてアルカリ現像液を用いる。アルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。アルカリ現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。
現像後レジストパターンを超純水で洗浄し、次いで、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
When producing a positive resist pattern from the resist composition of the present invention, an alkaline developer is used as the developer. The alkaline developer may be any alkaline aqueous solution used in this field. For example, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide or (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly known as choline) can be mentioned. The alkaline developer may contain a surfactant.
After development, it is preferable to wash the resist pattern with ultrapure water and then remove the substrate and the water remaining on the pattern.
本発明のレジスト組成物からネガ型レジストパターンを製造する場合は、現像液として有機溶剤を含む現像液(以下「有機系現像液」という場合がある)を用いる。
有機系現像液に含まれる有機溶剤としては、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン等のケトン溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル溶剤;酢酸ブチル等のエステル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;アニソール等の芳香族炭化水素溶剤等が挙げられる。
有機系現像液中、有機溶剤の含有率は、90質量%以上100質量%以下が好ましく、95質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に有機溶剤のみであることがさらに好ましい。
中でも、有機系現像液としては、酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンを含む現像液が好ましい。有機系現像液中、酢酸ブチル及び2−ヘプタノンの合計含有率は、50質量%以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンのみであることがさらに好ましい。
有機系現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。また、有機系現像液には、微量の水分が含まれていてもよい。
現像の際、有機系現像液とは異なる種類の溶剤に置換することにより、現像を停止してもよい。
When a negative resist pattern is produced from the resist composition of the present invention, a developer containing an organic solvent (hereinafter, may be referred to as "organic developer") is used as the developer.
Examples of the organic solvent contained in the organic developing solution include a ketone solvent such as 2-hexanone and 2-heptanone; a glycol ether ester solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate; an ester solvent such as butyl acetate; and a glycol such as propylene glycol monomethyl ether. Examples thereof include ether solvents; amide solvents such as N and N-dimethylacetamide; aromatic hydrocarbon solvents such as anisole.
The content of the organic solvent in the organic developer is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, and further preferably substantially only the organic solvent.
Among them, as the organic developer, a developer containing butyl acetate and / or 2-heptanone is preferable. The total content of butyl acetate and 2-heptanone in the organic developer is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and substantially butyl acetate and / or 2 -It is even more preferable that it is only heptanone.
The organic developer may contain a surfactant. Further, the organic developer may contain a small amount of water.
At the time of development, the development may be stopped by substituting with a solvent of a type different from that of the organic developer.
現像後のレジストパターンをリンス液で洗浄することが好ましい。リンス液としては、レジストパターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができ、好ましくはアルコール溶剤又はエステル溶剤である。
洗浄後は、基板及びパターン上に残ったリンス液を除去することが好ましい。
It is preferable to wash the developed resist pattern with a rinse solution. The rinsing liquid is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern, and a solution containing a general organic solvent can be used, and an alcohol solvent or an ester solvent is preferable.
After cleaning, it is preferable to remove the rinse liquid remaining on the substrate and the pattern.
本発明のレジスト組成物では、樹脂(X)が、組成物層内において、表面で分布が高くなる傾向があり、液浸露光時における酸発生剤等の液浸露光液体への溶出を抑制できる。また、樹脂(X)に起因する上述した前進接触角及び後退接触角により、撥水性を発揮させて水滴が残らずに高速でのスキャン露光を可能にする。 In the resist composition of the present invention, the resin (X) tends to have a high distribution on the surface in the composition layer, and elution of an acid generator or the like into an immersion exposure liquid during immersion exposure can be suppressed. .. In addition, the above-mentioned forward contact angle and backward contact angle caused by the resin (X) exhibit water repellency and enable high-speed scan exposure without leaving water droplets.
〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、電子線(EB)露光用のレジスト組成物又はEUV露光用のレジスト組成物、特にArFエキシマレーザ液浸露光用のレジスト組成物として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
<Use>
The resist composition of the present invention includes a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) exposure, or a resist composition for EUV exposure, particularly ArF. It is suitable as a resist composition for excimer laser immersion exposure and is useful for fine processing of semiconductors.
実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中、含有量ないし使用量を表す「%」及び「部」は、特記しないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで下記条件により求めた値である。
装置:HLC−8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
The present invention will be described in more detail with reference to examples. In the examples, "%" and "part" representing the content or the amount used are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography under the following conditions.
Equipment: HLC-8120GPC type (manufactured by Tosoh)
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + guardcolumn (manufactured by Tosoh)
Eluent: tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh)
また、化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASSはAgilent製LC/MSD型)を用い、分子イオンピークを測定することで確認した。以下の実施例ではこの分子イオンピークの値を「MASS」で示す。 The structure of the compound was confirmed by measuring the molecular ion peak using mass spectrometry (LC: Agilent 1100 type, MASS: Agilent LC / MSD type). In the following examples, the value of this molecular ion peak is indicated by "MASS".
実施例1:式(I−1)で表される塩の合成
式(I−1−a)で表される化合物12.00部及びテトラヒドロフラン12部を、23℃で30分間撹拌し、0℃まで冷却した。得られた混合物に、ピリジン5.39部、式(I−1−b)で表される化合物1.82部及びテトラヒドロフラン5.45部を添加し、0℃で1時間撹拌した。その後、23℃に昇温し、さらに、23℃で1時間撹拌した。得られた反応マスに、クロロホルム75部を添加撹拌することにより、式(I−1−c)で表される塩を含む溶液を得た。
式(I−1−c)で表される塩を含む溶液に、式(I−1−d)で表される塩16.15部及びイオン交換水88.04部を含む水溶液を添加し、23℃で1時間撹拌した。得られた反応マスに、イオン交換水30部を仕込み、23℃で30分間撹拌した。その後、分液することにより有機層を回収した。この水洗操作を4回行った。回収された有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣に、アセトニトリル2.11部及びtert−ブチルメチルエーテル31.58部を加えて、23℃で30分間攪拌した。その後、上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I−1)で表される塩3.13部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 253.0
Example 1: Synthesis of salt represented by formula (I-1)
12.00 parts of the compound represented by the formula (I-1-a) and 12 parts of tetrahydrofuran were stirred at 23 ° C. for 30 minutes and cooled to 0 ° C. To the obtained mixture, 5.39 parts of pyridine, 1.82 parts of the compound represented by the formula (I-1-b) and 5.45 parts of tetrahydrofuran were added, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 1 hour. Then, the temperature was raised to 23 ° C., and the mixture was further stirred at 23 ° C. for 1 hour. 75 parts of chloroform was added to the obtained reaction mass and stirred to obtain a solution containing a salt represented by the formula (I-1-c).
An aqueous solution containing 16.15 parts of the salt represented by the formula (I-1-d) and 88.04 parts of the ion-exchanged water was added to the solution containing the salt represented by the formula (I-1-c). The mixture was stirred at 23 ° C. for 1 hour. 30 parts of ion-exchanged water was charged into the obtained reaction mass, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, the organic layer was recovered by separating the liquids. This washing operation was performed four times. The recovered organic layer was concentrated. To the obtained concentrated residue, 2.11 parts of acetonitrile and 31.58 parts of tert-butyl methyl ether were added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, the supernatant was removed and concentrated to obtain 3.13 parts of a salt represented by the formula (I-1).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 253.0
実施例2:式(I−4)で表される塩の合成
式(I−2−d)で表される塩4.34部、イオン交換水23.68部及びクロロホルム196.1部を添加し、23℃で1時間撹拌した。得られた混合物に、5%シュウ酸水溶液36.64部を添加した。その後、式(I−2−c)で表される塩5.00部及びイオン交換水5.00部を含む水溶液を添加し、23℃で1時間撹拌した。得られた反応マスを分液することにより有機層を回収した。回収された有機層に、イオン交換水100部を仕込み、23℃で30分間撹拌し、分液することにより有機層を回収した。この水洗操作を4回行った。回収された有機層を濃縮した。得られた濃縮残渣に、アセトニトリル1.38部、tert−ブチルメチルエーテル17.94部及びn−ヘプタン29.90部を加えて、23℃で30分間攪拌し、ろ過することにより、式(I−4)で表される塩3.86部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 281.0
Example 2: Synthesis of salt represented by formula (I-4)
4.34 parts of salt represented by the formula (I-2-d), 23.68 parts of ion-exchanged water and 196.1 parts of chloroform were added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 1 hour. 36.64 parts of a 5% aqueous oxalic acid solution was added to the obtained mixture. Then, an aqueous solution containing 5.00 parts of the salt represented by the formula (I-2-c) and 5.00 parts of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 1 hour. The organic layer was recovered by separating the obtained reaction mass. 100 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and separated to recover the organic layer. This washing operation was performed four times. The recovered organic layer was concentrated. To the obtained concentrated residue, 1.38 parts of acetonitrile, 17.94 parts of tert-butyl methyl ether and 29.90 parts of n-heptane were added, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and filtered to obtain the formula (I). 3.86 parts of salt represented by -4) was obtained.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 281.0
実施例3:式(I−69)で表される塩の合成
式(I−69−a)で表される塩10部及びクロロホルム70部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、5%シュウ酸水75部を仕込み、さらに、式(I−1−c)で表される塩10.52部を仕込み、23℃で12時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム130部を加えて23℃で30分間攪拌した後、分液して有機層を取り出した。回収された有機層にイオン交換水100部を加えて23℃で30分間攪拌した後、分液して有機層を取り出した。この水洗操作を5回繰り返した。得られた有機層を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル3部及びtert−ブチルメチルエーテル35部を加えて23℃で30分間攪拌した後、上澄み液を除去した後、濃縮することにより、式(I−69)で表される塩9.24部を得た。
Example 3: Synthesis of salt represented by formula (I-69)
10 parts of salt and 70 parts of chloroform represented by the formula (I-69-a) were charged, and after stirring at 23 ° C. for 30 minutes, 75 parts of 5% oxalic acid water was charged, and further, the formula (I-1-c) was charged. ) Was charged, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 12 hours. 130 parts of chloroform was added to the obtained reaction product, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and then separated to remove the organic layer. 100 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and then separated to remove the organic layer. This washing operation was repeated 5 times. After concentrating the obtained organic layer, 3 parts of acetonitrile and 35 parts of tert-butyl methyl ether are added to the obtained concentrate, and the mixture is stirred at 23 ° C. for 30 minutes, the supernatant is removed, and then the mixture is concentrated. Obtained 9.24 parts of salt represented by the formula (I-69).
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 237.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 253.0
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 237.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 253.0
実施例4:式(I−72)で表される塩の合成
式(I−69−a)で表される塩10部及びクロロホルム70部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、5%シュウ酸水75部を仕込み、さらに、式(I−2−c)で表される塩11.41部を仕込み、23℃で12時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム130部を加えて23℃で30分間攪拌した後、分液して有機層を取り出した。回収された有機層にイオン交換水100部を加えて23℃で30分間攪拌した後、分液して有機層を取り出した。この水洗操作を5回繰り返した。得られた有機層を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル3部及びtert−ブチルメチルエーテル35部を加えて23℃で30分間攪拌した後、上澄み液を除去した後、濃縮することにより、式(I−72)で表される塩10.24部を得た。
Example 4: Synthesis of salt represented by formula (I-72)
10 parts of salt and 70 parts of chloroform represented by the formula (I-69-a) were charged, and after stirring at 23 ° C. for 30 minutes, 75 parts of 5% oxalic acid water was charged, and further, the formula (I-2-c) was charged. 11.41 parts of salt represented by) was charged and stirred at 23 ° C. for 12 hours. 130 parts of chloroform was added to the obtained reaction product, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and then separated to remove the organic layer. 100 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 30 minutes and then separated to remove the organic layer. This washing operation was repeated 5 times. After concentrating the obtained organic layer, 3 parts of acetonitrile and 35 parts of tert-butyl methyl ether are added to the obtained concentrate, and the mixture is stirred at 23 ° C. for 30 minutes, the supernatant is removed, and then the mixture is concentrated. To obtain 10.24 parts of the salt represented by the formula (I-72).
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 237.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 281.0
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 237.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 281.0
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成に使用した化合物(モノマー)を下記に示す。以下、これらの化合物をその式番号に応じて、「モノマー(a1−1−3)」等という。
Synthesis of Resin (A) The compounds (monomers) used for the synthesis of resin (A) are shown below. Hereinafter, these compounds are referred to as "monomers (a1-1-3)" and the like according to their formula numbers.
合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−11)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−4−2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−11):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−4−2)〕が15:35:3:47となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量8.0×103の樹脂A1(共重合体)を収率76%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 1 [Synthesis of resin A1]
As the monomer, a monomer (a1-1-3), a monomer (a1-2-11), a monomer (a2-1-1) and a monomer (a3-4-2) are used, and the molar ratio [monomer (a1-1-1)] is used. -3): Monomer (a1-2-11): Monomer (a2-1-1): Monomer (a3-4-2)] are mixed so as to be 15:35: 3:47, and the total amount of the monomer is adjusted. 1.5 times by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was added to prepare a solution. To this solution, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added in an amount of 1 mol% and 3 mol%, respectively, based on the total amount of monomers, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate a resin, and the resin was filtered. The obtained resin is dissolved again in propylene glycol monomethyl ether acetate, and the obtained solution is poured into a mixed solvent of methanol / water to precipitate the resin, and the resin is filtered. resin A1 of molecular weight 8.0 × 10 3 (copolymer) was obtained in 76% yield. This resin A1 has the following structural units.
合成例2〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−0−1)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−4−2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−0−1):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−4−2)〕が25:25:3:47となるように混合する以外は合成例1と同様に行い、重量平均分子量8.7×103の樹脂A2(共重合体)を収率73%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 2 [Synthesis of resin A2]
As the monomer, a monomer (a1-1-3), a monomer (a1-0-1), a monomer (a2-1-1) and a monomer (a3-4-2) are used, and the molar ratio [monomer (a1-1-1)] is used. -3): Monomer (a1-0-1): Monomer (a2-1-1): Monomer (a3-4-2)] is mixed so as to be 25:25: 3:47. similar to perform, the resin A2 (copolymer) having a weight-average molecular weight 8.7 × 10 3 was obtained in 73% yield. This resin A2 has the following structural units.
合成例3〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−11)、モノマー(a1−0−1)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−4−2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−11):モノマー(a1−0−1):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−4−2)〕が15:25:10:3:47となるように混合する以外は合成例1と同様に行い、重量平均分子量7.9×103の樹脂A3(共重合体)を収率78%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 3 [Synthesis of resin A3]
As the monomer, a monomer (a1-1-3), a monomer (a1-2-11), a monomer (a1-0-1), a monomer (a2-1-1) and a monomer (a3-4-2) were used. The molar ratio [monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-11): monomer (a1-0-1): monomer (a2-1-1): monomer (a3-4-2)] The same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out except that the mixture was mixed so as to be 15:25:10: 3:47, and a resin A3 (monomer) having a weight average molecular weight of 7.9 × 10 3 was obtained in a yield of 78%. .. This resin A3 has the following structural units.
合成例4〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−11)、モノマー(a1−0−1)及びモノマー(a3−4−2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−11):モノマー(a1−0−1):モノマー(a3−4−2)〕が15:25:10:50となるように混合する以外は合成例1と同様に行い、重量平均分子量8.6×103の樹脂A4(共重合体)を収率75%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 4 [Synthesis of resin A4]
As the monomer, a monomer (a1-1-3), a monomer (a1-2-11), a monomer (a1-0-1) and a monomer (a3-4-2) are used, and the molar ratio [monomer (a1-1-1)] is used. -3): Monomer (a1-2-11): Monomer (a1-0-1): Monomer (a3-4-2)] is mixed so as to be 15:25:10:50. similar to perform, to obtain a resin A4 of weight average molecular weight 8.6 × 10 3 (copolymer) in 75% yield. This resin A4 has the following structural units.
合成例5〔樹脂A5の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−2−11)、モノマー(a1−0−1)及びモノマー(a3−4−2)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−2−11):モノマー(a1−0−1):モノマー(a3−4−2)〕が35:15:50となるように混合する以外は合成例1と同様に行い、重量平均分子量8.9×103の樹脂A5(共重合体)を収率88%で得た。この樹脂A5は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 5 [Synthesis of resin A5]
As the monomer, a monomer (a1-2-11), a monomer (a1-0-1) and a monomer (a3-4-2) are used, and the molar ratio thereof [monomer (a1-2-11): monomer (a1-0). -1): Monomer (a3-4-2)] was mixed so as to be 35:15:50, and the same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out. Resin A5 ( coweight) having a weight average molecular weight of 8.9 × 10 3 Combined) was obtained in a yield of 88%. This resin A5 has the following structural units.
合成例6〔樹脂X1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a5−1−1)及びモノマー(a4−0−12)を用い、そのモル比〔モノマー(a5−1−1):モノマー(a4−0−12)〕が50:50となるように混合し、全モノマー量の1.2質量倍のメチルイソブチルケトンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して3mol%添加し、70℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量1.0×104の樹脂X1(共重合体)を収率91%で得た。この樹脂X1は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 6 [Synthesis of resin X1]
As the monomer, a monomer (a5-1-1) and a monomer (a4-0-12) are used, and the molar ratio [monomer (a5-1-1): monomer (a4-0-12)] is 50:50. Methyl isobutyl ketone was added in an amount 1.2% by mass of the total amount of the monomers to prepare a solution. Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as an initiator was added to this solution in an amount of 3 mol% based on the total amount of monomers, and the mixture was heated at 70 ° C. for about 5 hours. The reaction mixture obtained, the resin was precipitated by pouring into a large amount of methanol / water mixed solvent, the resin was filtered, the weight-average molecular weight 1.0 × 10 4 of the resin X1 (copolymer) to yield 91% I got it in. This resin X1 has the following structural units.
(レジスト組成物の調製)
以下に示す成分の各々を表2に示す質量部で混合して溶剤に溶解させた後、孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターでろ過して、レジスト組成物を調製した。
(Preparation of resist composition)
Each of the components shown below was mixed by the mass part shown in Table 2 and dissolved in a solvent, and then filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
<樹脂>
A1〜A5、X1:樹脂A1〜樹脂A5、樹脂X1
<塩(I)>
I−1:式(I−1)で表される塩
I−4:式(I−4)で表される塩
I−69:式(I−69)で表される塩
I−72:式(I−72)で表される塩
IX−1:特開2013−200561号公報の実施例に従って合成
IX−2:特開2014−177449号公報の実施例に従って合成
<酸発生剤>
B1−21:式(B1−21)で表される塩(特開2012−224611号公報の実施例に従って合成)
B1−22:式(B1−22)で表される塩(特開2012−224611号公報の実施例に従って合成)
<弱酸分子内塩(D)>
D1:(東京化成工業(株)製)
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20部
2−ヘプタノン 20部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Resin>
A1 to A5, X1: Resin A1 to Resin A5, Resin X1
<Salt (I)>
I-1: Salt represented by the formula (I-1) I-4: Salt represented by the formula (I-4) I-69: Salt represented by the formula (I-69) I-72: Formula represented by the formula (I-69) Salt represented by (I-72) IX-1: Synthesized according to an example of JP2013-200561A.
IX-2: Synthesized according to the examples of JP-A-2014-177449
<Acid generator>
B1-21: A salt represented by the formula (B1-21) (synthesized according to an example of JP2012-224611).
B1-22: Salt represented by the formula (B1-22) (synthesized according to an example of JP2012-224611)
<Weak acid intramolecular salt (D)>
D1: (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
<Solvent>
Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate 265 Parts Propylene Glycol Monomethyl Ether 20 Parts 2-Heptanone 20 Parts γ-Butyrolactone 3.5 Parts
<レジストパターンの製造及びその評価>
シリコンウェハに、有機反射防止膜用組成物(ARC−29;日産化学(株)製)を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、ウェハ上に膜厚78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、この有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が85nmとなるように塗布(スピンコート)した。塗布後、シリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表2の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベークし、組成物層を形成した。組成物層が形成されたシリコンウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー(XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光)で、コンタクトホールパターン(ホールピッチ90nm/ホール径55nm)を形成するためのマスクを用いて、露光量を段階的に変化させて露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表2の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベークを行った。次いで、このシリコンウェハ上の組成物層を、現像液として酢酸ブチル(東京化成工業(株)製)を用いて、23℃で20秒間ダイナミックディスペンス法によって現像を行うことにより、ネガ型レジストパターンを製造した。
<Manufacturing of resist pattern and its evaluation>
An organic antireflection film composition (ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is applied to a silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to produce organic reflection on the wafer with a film thickness of 78 nm. An anti-reflective film was formed. Next, the above resist composition was applied (spin coated) on the organic antireflection film so that the film thickness after drying was 85 nm. After coating, the silicon wafer was prebaked on a direct hot plate at the temperature listed in the “PB” column of Table 2 for 60 seconds to form a composition layer. A contact hole pattern (hole pitch 90 nm) was used on a silicon wafer on which a composition layer was formed with an ArF excimer stepper for immersion exposure (XT: 1900 Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Anal XY polarized light). / Using a mask for forming a hole diameter of 55 nm), the exposure amount was changed stepwise for exposure. Ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post-exposure baking was performed on a hot plate at the temperature listed in the “PEB” column of Table 2 for 60 seconds. Next, the composition layer on the silicon wafer was developed by the dynamic dispensing method at 23 ° C. for 20 seconds using butyl acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a developing solution to form a negative resist pattern. Manufactured.
現像後に得られたレジストパターンにおいて、前記マスクを用いて形成したホール径が45nmとなる露光量を実効感度とした。 In the resist pattern obtained after development, the exposure amount at which the hole diameter formed by using the mask was 45 nm was defined as the effective sensitivity.
<マスクエラーファクター(MEF)評価>
実効感度において、マスクホール径(マスクが有する透光部のホール径)がそれぞれ57nm、56nm、55nm、54nm、53nm(ホールピッチはいずれも90nm)のマスクを用いて、レジストパターンを形成した。マスクホール径を横軸に、露光によって基板に形成(転写)されたレジストパターンのホール径を縦軸にプロットした時の回帰直線の傾きをMEF値として算出した。
MEF値が、4.8以下のものを、MEFが良好であると評価して、○と、
MEF値が、4.8を超えるものを、MEFが良好でないと評価して、×とした。
その結果を表3に示す。括弧内の数値はMEF値を示す。
<Mask error factor (MEF) evaluation>
In terms of effective sensitivity, a resist pattern was formed using masks having mask hole diameters (hole diameters of translucent portions of the mask) of 57 nm, 56 nm, 55 nm, 54 nm, and 53 nm (hole pitches are all 90 nm), respectively. The slope of the regression line when the hole diameter of the resist pattern formed (transferred) on the substrate by exposure was plotted on the vertical axis with the mask hole diameter on the horizontal axis was calculated as the MEF value.
Those with a MEF value of 4.8 or less are evaluated as having a good MEF, and are marked with ○.
Those having a MEF value of more than 4.8 were evaluated as having poor MEF and were evaluated as x.
The results are shown in Table 3. The numbers in parentheses indicate the MEF value.
本発明の塩を含むレジスト組成物は、良好なマスクエラーファクター(MEF)でレジストパターンを製造することができため、半導体の微細加工に好適である。 The resist composition containing the salt of the present invention is suitable for microfabrication of semiconductors because a resist pattern can be produced with a good mask error factor (MEF).
Claims (9)
[式(I’)中、
R1は、炭素数1〜8のアルキル基を表す。
X1は、*−CO−O−を表し、*は、X 2’ との結合位を表す。
X 2’ は、炭素数1〜6のパーフルオロアルカンジイル基を表す。
Z1+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。] A salt represented by the formula (I').
[In formula (I') ,
R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
X 1 is * - CO-O - represents, * represents a binding position with X 2 '.
X 2 'represents a perfluoroalkyl alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z 1+ represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
酸発生剤と、
式(a1−0)で表される構造単位、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸不安定基を有する構造単位を有する第1の樹脂とを含有するレジスト組成物。
[式(a1−0)、式(a1−1)及び式(a1−2)中、
La01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−を表し、k1は1〜7のいずれかの整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
Ra01、Ra4及びRa5は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra02、Ra03及びRa04は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
Ra6及びRa7は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0〜14のいずれかの整数を表す。
n1は0〜10のいずれかの整数を表す。
n1’は0〜3のいずれかの整数を表す。] The salt according to claim 1 and
Acid generator and
At least one acid- free material selected from the group consisting of a structural unit represented by the formula (a1-0), a structural unit represented by the formula (a1-1), and a structural unit represented by the formula (a1-2). A resist composition containing a first resin having a structural unit having a stable group.
[In the formula (a1-0), the formula (a1-1) and the formula (a1-2),
L a01, L a1 and L a2 each independently, -O- or * -O- (CH 2) k1 -CO -O- the stands, k1 represents an integer of 1-7, and * Represents a bond with −CO−.
R a01 , R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a02 , R a03, and R a04 independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group combining these groups.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group formed by combining them.
m1 represents any integer from 0 to 14.
n1 represents any integer from 0 to 10.
n1'represents an integer of 0 to 3. ]
[式(a2−1)中、
La3は、−O−又は*−O−(CH2)k2−CO−O−を表し、
k2は1〜7のいずれかの整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10のいずれかの整数を表す。] The resist composition according to claim 2, wherein the first resin further contains a structural unit having a hydroxy group represented by the formula (a2-1).
[In equation (a2-1),
La3 represents −O− or * −O− (CH 2 ) k2 −CO−O−.
k2 represents any integer from 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group, respectively.
o1 represents any integer from 0 to 10. ]
酸発生剤と、
式(a1−0)で表される構造単位、式(a1−1)で表される構造単位及び式(a1−2)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種と、式(a2−1)で表される構造単位とを有する第3の樹脂とを含むレジスト組成物。
[式(I)中、
R 1 は、炭素数1〜8のアルキル基を表す。
X 1 は、*−CO−O−を表し、*は、X 2 との結合位を表す。
X 2 は、炭素数1〜6のフッ素化アルカンジイル基を表す。
Z 1+ は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。]
[式(a1−0)、式(a1−1)及び式(a1−2)中、
L a01 、L a1 及びL a2 は、それぞれ独立に、−O−又は * −O−(CH 2 ) k1 −CO−O−を表し、k1は1〜7のいずれかの整数を表し、*は−CO−との結合手を表す。
R a01 、R a4 及びR a5 は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
R a02 、R a03 及びR a04 は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表す。
R a6 及びR a7 は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せることにより形成される基を表す。
m1は0〜14のいずれかの整数を表す。
n1は0〜10のいずれかの整数を表す。
n1’は0〜3のいずれかの整数を表す。]
[式(a2−1)中、
L a3 は、−O−又は * −O−(CH 2 ) k2 −CO−O−を表し、
k2は1〜7のいずれかの整数を表す。*は−CO−との結合手を表す。
R a14 は、水素原子又はメチル基を表す。
R a15 及びR a16 は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10のいずれかの整数を表す。] The salt represented by the formula (I) and
Acid generator and
At least one selected from the group consisting of the structural unit represented by the formula (a1-0), the structural unit represented by the formula (a1-1), and the structural unit represented by the formula (a1-2), and the formula. A resist composition containing a third resin having a structural unit represented by (a2-1).
[In formula (I),
R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
X 1 represents * -CO-O-, and * represents the binding site with X 2.
X 2 represents a fluorinated alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Z 1+ represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
[In the formula (a1-0), the formula (a1-1) and the formula (a1-2),
L a01, L a1 and L a2 each independently, -O- or * -O- (CH 2) k1 -CO -O- the stands, k1 represents an integer of 1-7, and * Represents a bond with −CO−.
R a01 , R a4 and R a5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a02 , R a03, and R a04 independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group combining these groups.
R a6 and R a7 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a group formed by combining them.
m1 represents any integer from 0 to 14.
n1 represents any integer from 0 to 10.
n1'represents an integer of 0 to 3. ]
[In equation (a2-1),
L a3 is, -O- or * -O- (CH 2) k2 -CO -O- the stands,
k2 represents any integer from 1 to 7. * Represents a bond with -CO-.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group, respectively.
o1 represents any integer from 0 to 10. ]
[式(a4−0)中、
R 5 は、水素原子又はメチル基を表す。
L 4 は、単結合又は炭素数1〜4の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
L 3 は、炭素数1〜8のペルフルオロアルカンジイル基又は炭素数3〜12のペルフルオロシクロアルカンジイル基を表す。
R 6 は、水素原子又はフッ素原子を表す。
式(a4−1)中、
R a41 は、水素原子又はメチル基を表す。
R a42 は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基に含まれる−CH 2 −は、−O−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
A a41 は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)で表される基を表す。
式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
A a42 及びA a44 は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
A a43 は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
X a41 及びX a42 は、互いに独立に、−O−、−CO−、−CO−O−又は−O−CO−を表す。
ただし、A a42 、A a43 、A a44 、X a41 及びX a42 の炭素数の合計は7以下である。
*で表される2つの結合手のうち、右側の*が−O−CO−R a42 との結合手である。
式(a4−4)中、
R f21 は、水素原子又はメチル基を表す。
A f21 は、−(CH 2 ) j1 −、−(CH 2 ) j2 −O−(CH 2 ) j3 −又は−(CH 2 ) j4 −CO−O−(CH 2 ) j5 −を表す。
j1〜j5は、互いに独立に、1〜6の整数を表す。
R f22 は、フッ素原子を有する炭素数1〜10の炭化水素基を表す。] Further, a second resin containing a structural unit having at least one fluorine atom selected from the group consisting of structural units represented by the formulas (a4-0), (a4-1) and (a4-4). The resist composition according to any one of claims 2 to 4.
[In equation (a4-0),
R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
L 4 represents a single bond or an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
L 3 represents a perfluoroalkanediyl group having 1 to 8 carbon atoms or a perfluorocycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms.
R 6 represents a hydrogen atom or a fluorine atom.
In equation (a4-1),
R a41 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a42 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and -CH 2- contained in the hydrocarbon group may be replaced with -O- or -CO-. good.
A a41 represents a group represented by the alkanediyl group or formula 1-6 carbon atoms which may have a substituent (a-g1).
In formula (ag1),
s represents 0 or 1.
A a 42 and A a 44 represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent independently of each other.
A a43 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a single bond or a substituent.
X a41 and X a42 independently represent -O-, -CO-, -CO-O- or -O-CO-.
However, the total number of carbon atoms of A a42 , A a43 , A a44 , X a41 and X a42 is 7 or less.
Of the two bonds represented by *, the * on the right side is the bond with -O-CO-R a42 .
In equation (a4-4),
R f21 represents a hydrogen atom or a methyl group.
A f21 represents − (CH 2 ) j1 −, − (CH 2 ) j2 −O− (CH 2 ) j3 − or − (CH 2 ) j4 −CO−O− (CH 2 ) j5- .
j1 to j5 represent integers 1 to 6 independently of each other.
R f22 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms having a fluorine atom. ]
[式(a3−1)、式(a3−2)、式(a3−3)及び式(a3−4)中、
La4、La5及びLa6は、それぞれ独立に、−O−又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7のいずれかの整数を表す。)で表される基を表す。
La7は、−O−、*−O−La8−O−、*−O−La8−CO−O−、*−O−La8−CO−O−La9−CO−O−又は*−O−La8−O−CO−La9−O−を表す。
La8及びLa9は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルカンジイル基を表す。
*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18、Ra19及びRa20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ra24は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
Ra21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
Ra22、Ra23及びRa25は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表す。
p1は0〜5のいずれかの整数を表す。
q1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
r1は、0〜3のいずれかの整数を表す。
w1は、0〜8のいずれかの整数を表す。
p1、q1、r1及びw1が2以上のとき、複数のRa21、Ra22、Ra23、又はRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。] The first resin or the third resin is a structural unit represented by the formula (a3-1), a structural unit represented by the formula (a3-2), and a structure represented by the formula (a3-3). The resist composition according to any one of claims 2 to 5, further comprising a structural unit having at least one lactone ring selected from the group consisting of units and structural units represented by the formula (a3-4).
[In the formula (a3-1), the formula (a3-2), the formula (a3-3) and the formula (a3-4),
L a4 , La 5 and La 6 are independently represented by -O- or * -O- (CH 2 ) k3 -CO-O- (k3 represents an integer of 1 to 7). Represents a group.
L a7 is -O-, * -O-L a8- O-, * -O-L a8- CO-O-, * -O-L a8- CO-O-L a9- CO-O- or * -O-L a8- O-CO-L a9- O-represented.
La 8 and La 9 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
* Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 , R a19 and R a20 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
Ra24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydrogen atom or a halogen atom which may have a halogen atom.
Ra 21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R a22 , R a23 and R a25 each independently represent a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
p1 represents any integer from 0 to 5.
q1 represents any integer from 0 to 3.
r1 represents any integer from 0 to 3.
w1 represents any integer from 0 to 8.
When p1, q1, r1 and w1 are 2 or more, a plurality of Ra 21s , Ra 22s , Ra 23s , or Ra 25s may be the same or different from each other. ]
[式(B1)中、
Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
Lb1は、炭素数1〜24の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH2−は−O−又は−CO−に置き換わっていてもよく、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよいメチル基又は置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる−CH2−は−O−、−SO2−又は−CO−に置き換わっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。] The resist composition according to any one of claims 2 to 6 , wherein the acid generator is an acid generator represented by the formula (B1).
[In equation (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represent a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
L b1 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and -CH 2- contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be replaced with -O- or -CO-. The hydrogen atom contained in the divalent saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
Y represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a methyl group which may have a substituent or a substituent, and is contained in the alicyclic hydrocarbon group. CH 2 - is -O -, - SO 2 - or -CO- may be replaced with.
Z + represents an organic cation. ]
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程、
を含むレジストパターンの製造方法。 (1) A step of applying the resist composition according to any one of claims 2 to 8 onto a substrate.
(2) A step of drying the applied composition to form a composition layer,
(3) Step of exposing the composition layer,
(4) A step of heating the composition layer after exposure, and (5) A step of developing the composition layer after heating,
A method for producing a resist pattern including.
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