JP7115822B2 - RESIST COMPOSITION AND RESIST PATTERN MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a resist composition and a method for producing a resist pattern.
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。
特許文献3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4には、下記式で表される塩を酸発生剤として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.
Patent Document 3 describes a resist composition containing a salt represented by the following formula.
Patent Document 4 describes a resist composition containing a salt represented by the following formula as an acid generator.
従来のレジスト組成物は、レジスト組成物の経時とともに、得られるレジストパターンのフォーカスマージン(DOF)の変動を抑制仕切れていなかった。また、変動の抑制はできていたとしても、得られるレジストパターンのフォーカスマージンが満足できるものではなかった。 Conventional resist compositions have not been able to suppress fluctuations in the focus margin (DOF) of the resulting resist pattern as the resist composition ages. Moreover, even if the variation could be suppressed, the focus margin of the obtained resist pattern was not satisfactory.
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕酸不安定基を有する構造単位を含む樹脂、酸発生剤及び溶剤を含有するレジスト組成物であって、
前記酸発生剤は、ハンセン溶解度パラメータにおいて、水素結合項(δh)が12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下である酸を発生させる酸発生剤であり、かつ、
下記式(1)で表される、γ-ブチロラクトンに対するハンセン溶解度パラメータに基づく溶解指標(R)が、7.50以下である酸を発生させる酸発生剤であるレジスト組成物。
R=(4(δd-18.0)2+(δp-16.6)2+(δh-7.4)2)1/2 (1)
(式(1)中、
δdは、ハンセン溶解度パラメータにおける分散項を示し、
δpは、ハンセン溶解度パラメータにおける極性項を示し、
δhは、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項を示す。)
〔2〕酸発生剤は、モル体積が850cm3/mol以上の酸を発生させる酸発生剤である〔1〕記載のレジスト組成物。
〔3〕酸不安定基を有する構造単位が、式(a1-0)、式(a1-1)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〔1〕又は〔2〕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。]
〔4〕樹脂が、さらに、ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位を含む〔1〕~〔3〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔5〕ラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位が、式(a3-4)で表される構造単位である〔4〕記載のレジスト組成物。
[式(a3-4)中、
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。
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。
*は-CO-との結合手を表す。
La8及びLa9は、互いに独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
Ra25は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
w1は、0~8のいずれかの整数を表す。w1が2以上のとき、複数のRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。]
〔6〕樹脂が、さらに、ヒドロキシ基を有する構造単位を含む〔1〕~〔5〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔7〕酸発生剤から発生する酸が、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する〔1〕~〔6〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔8〕溶剤が、γ-ブチロラクトンを含む〔1〕~〔7〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔9〕γ-ブチロラクトンの溶剤中に占める割合が、0.1%重量%以上5重量%以下である〔8〕記載のレジスト組成物。
〔10〕γ-ブチロラクトンの溶剤中に占める割合が、0.2%重量%以上3重量%以下である〔9〕記載のレジスト組成物。
〔11〕γ-ブチロラクトンの溶剤中に占める割合が、0.3%重量%以上1.5重量%以下である〔8〕記載のレジスト組成物。
〔12〕さらに、溶剤が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びケトン系溶剤の中から選ばれる少なくとも1種を含む〔8〕~〔11〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔13〕ケトン系溶剤が、2-ヘプタノンである〔12〕記載のレジスト組成物。
〔14〕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〔1〕~〔13〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔15〕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〔1〕~〔14〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔16〕(1)〔1〕~〔15〕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 resist composition containing a resin containing a structural unit having an acid-labile group, an acid generator and a solvent,
The acid generator is an acid generator that generates an acid having a hydrogen bond term (δh) of 12 (MPa) 1/2 or more and 15 (MPa) 1/2 or less in the Hansen solubility parameters, and
A resist composition that is an acid generator that generates an acid having a solubility index (R) of 7.50 or less based on the Hansen solubility parameter for γ-butyrolactone, represented by the following formula (1).
R=(4(δd−18.0) 2 +(δp−16.6) 2 +(δh−7.4) 2 ) 1/2 (1)
(In formula (1),
δd represents the dispersion term in the Hansen solubility parameter,
δp denotes the polar term in the Hansen solubility parameters,
δh denotes the hydrogen bonding term in the Hansen solubility parameters. )
[2] The resist composition according to [1], wherein the acid generator generates an acid having a molar volume of 850 cm 3 /mol or more.
[3] The structural unit having an acid labile group is at least one selected from the group consisting of structural units represented by formula (a1-0), formula (a1-1) and formula (a1-2). The resist composition according to [1] or [2].
[In formula (a1-0), formula (a1-1) and formula (a1-2),
L a01 , L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O—(CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, * is 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 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a combination thereof.
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 these.
m1 represents any integer from 0 to 14;
n1 represents any integer from 0 to 10;
n1' represents an integer of 0 to 3; ]
[4] The resist composition according to any one of [1] to [3], wherein the resin further contains a structural unit having a lactone ring and no acid-labile group.
[5] The resist composition of [4], wherein the structural unit having a lactone ring and no acid labile group is a structural unit represented by formula (a3-4).
[In formula (a3-4),
R a24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L a7 is -O-, * -OL a8 -O-, * -OL a8 -CO-O-, * -OL a8 -CO- OL a9 -CO-O- or * -OL a8 -O-CO-L a9 -O-.
* represents a bond with -CO-.
L a8 and L a9 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R a25 represents a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
w1 represents any integer from 0 to 8; When w1 is 2 or more, a plurality of R a25 may be the same or different. ]
[6] The resist composition according to any one of [1] to [5], wherein the resin further contains a structural unit having a hydroxy group.
[7] The resist composition according to any one of [1] to [6], wherein the acid generated from the acid generator has a ring structure containing --O--SO--O-- as a ring constituent.
[8] The resist composition according to any one of [1] to [7], wherein the solvent contains γ-butyrolactone.
[9] The resist composition of [8], wherein the proportion of γ-butyrolactone in the solvent is 0.1% by weight or more and 5% by weight or less.
[10] The resist composition of [9], wherein the proportion of γ-butyrolactone in the solvent is 0.2% by weight or more and 3% by weight or less.
[11] The resist composition of [8], wherein the proportion of γ-butyrolactone in the solvent is 0.3% by weight or more and 1.5% by weight or less.
[12] The resist composition according to any one of [8] to [11], wherein the solvent further contains at least one selected from propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether and ketone solvents.
[13] The resist composition of [12], wherein the ketone solvent is 2-heptanone.
[14] The resist composition according to any one of [1] to [13], further comprising a resin containing a structural unit having a fluorine atom.
[15] The resist composition according to any one of [1] to [14], further comprising a salt that generates an acid weaker in acidity than the acid generated from the acid generator.
[16] (1) a step of applying the resist composition according to any one of [1] to [15] onto a substrate;
(2) a step of drying the applied composition to form a composition layer;
(3) exposing the composition layer;
(4) A process of heating the composition layer after exposure, and (5) a process of developing the composition layer after heating.
本発明のレジスト組成物によれば、良好なDOFを有し、かつDOFの経時変化が抑制されるレジストパターンを得ることができる。 According to the resist composition of the present invention, it is possible to obtain a resist pattern which has a good DOF and whose change over time is suppressed.
また、本明細書において「(メタ)アクリル系モノマー」とは、分子内に「CH2=CH-CO-」を有するモノマー及び「CH2=C(CH3)-CO-」を有するモノマーの少なくとも一種を意味する。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一種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも一種」を意味する。 In this specification, the term "(meth)acrylic monomer" refers to a monomer having "CH 2 =CH-CO-" and a monomer having "CH 2 =C(CH 3 )-CO-" in the molecule. means at least one 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.
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、
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。)、酸発生剤(以下「酸発生剤(I)」という場合がある)及び溶剤(以下、「溶剤(E)」という場合がある)を含有する。
ここで、「酸不安定基」とは、脱離基を有し、酸との接触により脱離基が脱離して、構成単位が親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を有する構成単位に変換する基を意味する。
本発明のレジスト組成物は、さらに、樹脂(A)以外の樹脂(以下、樹脂(X)という場合がある)、酸発生剤(I)以外の酸発生剤、及びクエンチャー(以下、「クエンチャー(C)」という場合がある)溶剤からなる群より選ばれる1以上を含有してもよく、クエンチャー(C)を含有することが好ましい。
[Resist composition]
The resist composition of the present invention is
A resin containing a structural unit having an acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as "resin (A)"), an acid generator (hereinafter sometimes referred to as "acid generator (I)") and a solvent (hereinafter sometimes referred to as " (sometimes referred to as "solvent (E)").
Here, the term "acid-labile group" refers to a structure having a leaving group, and the leaving group is eliminated by contact with an acid, and the constitutional unit has a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). means a group that converts into units.
The resist composition of the present invention further comprises a resin other than resin (A) (hereinafter sometimes referred to as resin (X)), an acid generator other than acid generator (I), and a quencher (hereinafter, "quencher"). It may contain one or more selected from the group consisting of solvents (sometimes referred to as "char (C)"), and preferably contains a quencher (C).
<ハンセン溶解度パラメータ>
本発明のレジスト組成物において、所望の特性を備える酸発生剤を特定するための一例として、ハンセン溶解度パラメータ(Hansen solubility parameters)を利用することができる。
<Hansen Solubility Parameter>
Hansen solubility parameters can be used as an example for specifying an acid generator having desired properties in the resist composition of the present invention.
ハンセン溶解度パラメータは、物質の溶解度を3つの成分(分散項δd、極性項δp、水素結合項δh)に分割し、3次元空間に表したものである。分散項δdは分散力のよる効果、極性項δpは双極子間力による効果、水素結合項δhは水素結合力の効果を示す。
ハンセン溶解度パラメータの定義と計算は、CharlesM.Hansen著、Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRCプレス、2007年)に記載されている。また、コンピュータソフトウエア Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)を用いることにより、文献値等が知られていない化合物に関しても、その化学構造から簡便にハンセン溶解度パラメータを推算することができる。本発明における酸発生剤(I)は、HSPiPバージョン4.1を用いて、推算値を用いることにより、分散項δd、極性項δp、水素結合項δhを求めた。
The Hansen solubility parameter is obtained by dividing the solubility of a substance into three components (dispersion term δd, polar term δp, hydrogen bonding term δh) and expressing them in three-dimensional space. The dispersion term δd indicates the effect of the dispersion force, the polar term δp indicates the effect of the dipole force, and the hydrogen bond term δh indicates the effect of the hydrogen bond force.
The definition and calculation of the Hansen Solubility Parameter is given in Charles M. et al. Hansen, Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook (CRC Press, 2007). Moreover, by using computer software Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP), the Hansen Solubility Parameters can be easily estimated from the chemical structure of compounds for which literature values are not known. For the acid generator (I) in the present invention, the dispersion term δd, the polarity term δp, and the hydrogen bond term δh were determined using HSPiP version 4.1 and estimated values.
一般に、特定の酸発生剤から発生する酸のハンセン溶解度パラメータは、その酸発生剤から発生する酸のサンプルをハンセン溶解度パラメータが確定している数多くの異なる溶媒に溶解させて溶解度を測る溶解度試験によって決定することができる。具体的には、上記溶解度試験に用いた溶媒のうちその酸発生剤から発生する酸を溶解した溶媒の3次元上の点をすべて球の内側に内包し、溶解しない溶媒の点は球の外側になるような球(溶解度球)を探し出し、その球の中心座標をその酸発生剤から発生する酸のハンセン溶解度パラメータとする。
例えば、上記酸発生剤から発生する酸のハンセン溶解度パラメータの測定に用いられなかったある別の溶媒のハンセン溶解度パラメータが(δd、δp、δh)であった場合、その座標で示される点が上記酸発生剤から発生する酸の溶解度球の内側に内包されれば、その溶媒は、上記酸発生剤を溶解すると考えられる。一方、その座標点が上記酸発生剤の溶解度球の外側にあれば、この溶媒は上記酸発生剤から発生する酸を溶解することができないと考えられる。
In general, the Hansen solubility parameter of an acid generated by a particular acid generator is determined by a solubility test in which a sample of the acid generated by the acid generator is dissolved in a number of different solvents with established Hansen solubility parameters and the solubility is measured. can decide. Specifically, among the solvents used in the solubility test, all the three-dimensional points of the solvent in which the acid generated from the acid generator is dissolved are included inside the sphere, and the points of the undissolved solvent are outside the sphere. A sphere (solubility sphere) is searched for and the central coordinates of the sphere are defined as the Hansen solubility parameter of the acid generated from the acid generator.
For example, when the Hansen solubility parameters of another solvent that is not used for measuring the Hansen solubility parameters of the acid generated from the acid generator is (δd, δp, δh), the point indicated by the coordinates is the above It is considered that the solvent dissolves the acid generator if it is included inside the solubility sphere of the acid generated from the acid generator. On the other hand, if the coordinate point is outside the solubility sphere of the acid generator, it is considered that the solvent cannot dissolve the acid generated from the acid generator.
本発明においては、γ-ブチロラクトンに対して、そのハンセン溶解度パラメータである座標(18、16.6、7.4)から一定の距離にある酸がγ-ブチロラクトンに適度に溶解するものとして、そのような酸を発生させる酸発生剤(I)を使用することが好ましい。
例えば、γ-ブチロラクトンの、ハンセン溶解度パラメータの分散項を18.0(MPa)1/2、極性項を16.6(MPa)1/2及び水素結合項を7.4(MPa)1/2として、ハンセン溶解度パラメータに基づく、式(1)で表されるγ-ブチロラクトンからの溶解パラメータ距離Rを酸発生剤(I)から発生する酸に対する溶解指標(以下、溶解指標(R)という場合がある。)とした。
R=(4(δd-18.0)2+(δp-16.6)2+(δh-7.4)2)1/2 (1)
(式(1)中、
δdは、ハンセン溶解度パラメータにおける分散項を示し、
δpは、ハンセン溶解度パラメータにおける極性項を示し、
δhは、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項を示す。)
In the present invention, for γ-butyrolactone, it is assumed that an acid at a certain distance from coordinates (18, 16.6, 7.4), which is the Hansen solubility parameter, is moderately soluble in γ-butyrolactone. It is preferable to use an acid generator (I) that generates an acid such as
For example, γ-butyrolactone has a Hansen solubility parameter dispersion term of 18.0 (MPa) 1/2 , a polar term of 16.6 (MPa) 1/2 and a hydrogen bonding term of 7.4 (MPa) 1/2 . , the solubility parameter distance R from γ-butyrolactone represented by formula (1) based on the Hansen solubility parameter is sometimes referred to as the solubility index (hereinafter, solubility index (R)) for the acid generated from the acid generator (I). Yes.)
R=(4(δd−18.0) 2 +(δp−16.6) 2 +(δh−7.4) 2 ) 1/2 (1)
(In formula (1),
δd represents the dispersion term in the Hansen solubility parameter,
δp denotes the polar term in the Hansen solubility parameters,
δh denotes the hydrogen bonding term in the Hansen solubility parameters. )
本発明における酸発生剤(I)は、ハンセン溶解度パラメータ座標(δd,δp,δh)を用いて、その酸発生剤(I)から発生する酸の水素結合項(δh)が、12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2であり、12.5(MPa)1/2以上15.0(MPa)1/2以下であることが好ましく、13.0(MPa)1/2以上15.0(MPa)1/2以下であることがより好ましい。また、極性項(δp)は、19以下であるものが好ましく、18.5以下であるものがより好ましい。
また、ハンセン溶解度パラメータに基づいて、γ-ブチロラクトンに対する前記酸発生剤(I)から発生する酸の溶解指標(R)が、7.50以下であり、7.30以下であることが好ましく、7.10以下であることがより好ましい。
さらに、酸発生剤(I)から発生する酸のモル体積(Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol.により計算)が850cm3/mol以上であることが好ましく、900cm3/mol以上であることがより好ましく、3000cm3/mol以下であることが好ましく、2000cm3/mol以上であることがより好ましい。酸発生剤(I)のモル体積は、Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol.により算出される。
酸発生剤(I)は、酸の上述した水素結合項、溶解指標(R)及びモル体積の任意の範囲を同時に満足するものがより一層好ましい。
The acid generator (I) in the present invention uses the Hansen solubility parameter coordinates (δd, δp, δh), and the hydrogen bond term (δh) of the acid generated from the acid generator (I) is 12 (MPa). 1/2 or more and 15 (MPa) 1/2 , preferably 12.5 (MPa) 1/2 or more and 15.0 (MPa) 1/2 or less, 13.0 (MPa) 1/2 or more It is more preferably 15.0 (MPa) 1/2 or less. Also, the polarity term (δp) is preferably 19 or less, more preferably 18.5 or less.
Further, based on the Hansen solubility parameter, the solubility index (R) of the acid generated from the acid generator (I) with respect to γ-butyrolactone is 7.50 or less, preferably 7.30 or less. It is more preferably 0.10 or less.
Furthermore, the molar volume of the acid generated from the acid generator (I) (calculated by Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol.) is preferably 850 cm 3 /mol or more, more preferably 900 cm 3 /mol or more. It is preferably 3000 cm 3 /mol or less, more preferably 2000 cm 3 /mol or more. The molar volume of the acid generator (I) is determined according to Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol. Calculated by
More preferably, the acid generator (I) simultaneously satisfies the above-mentioned hydrogen bond term, solubility index (R) and molar volume of the acid.
<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)を含む樹脂であり、酸の作用により分解し、酢酸ブチルへの溶解性が減少する特性を有することが好ましい。
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)>
Resin (A) is a resin containing a structural unit having an acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a1)"), and is decomposed by the action of acid, resulting in decreased solubility in butyl acetate. It is preferable to have the characteristic
The resin (A) preferably further contains structural units other than the structural unit (a1). Structural units other than the structural unit (a1) include a structural unit having no acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (s)"), other structural units (hereinafter referred to as "structural unit (t)"). sometimes called).
<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-labile group (hereinafter sometimes referred to as "monomer (a1)").
The acid-labile group contained in the resin (A) is preferably a group represented by formula (1) and/or a group represented by formula (2).
[In formula (1), R a1 to R a3 each 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; a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atoms to which they are bonded.
na represents 0 or 1;
* represents a bond. ]
[In formula (2), R a1′ and R a2′ each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3′ represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. or 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 to which they are bonded and X, and the hydrocarbon group and the divalent heterocyclic —CH 2 — included in the ring group may be replaced with —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。
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 alkyl groups of R a1 to R a3 include methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group and n-octyl group.
The alicyclic hydrocarbon groups of R a1 to R a3 may be either monocyclic or polycyclic. Examples of monocyclic alicyclic hydrocarbon groups include cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and cyclooctyl groups. Examples of polycyclic alicyclic hydrocarbon groups include decahydronaphthyl group, adamantyl group, norbornyl group, and the following groups (* represents a bond). The alicyclic hydrocarbon groups of R a1 to R a3 are preferably alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 16 carbon atoms.
Examples of groups in which an alkyl group and an 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. mentioned.
na is preferably zero.
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 ) when R a1 and R a2 combine to form a divalent alicyclic hydrocarbon group include the following groups. The divalent alicyclic hydrocarbon group preferably has 3-12 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 groups represented by formula (1) include 1,1-dialkylalkoxycarbonyl groups (groups in which R a1 to R a3 in formula (1) are alkyl groups, preferably tert-butoxycarbonyl groups). , 2-alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in formula (1), R a1 , R a2 and the carbon atom to which they are bonded form an adamantyl group, and R a3 is an alkyl group) and 1- (Adamantan-1-yl)-1-alkylalkoxycarbonyl group (in formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups and R a3 is an adamantyl group), and the like.
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。
The hydrocarbon groups of R a1′ to R a3′ include alkyl groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups and groups formed by combining these.
Examples of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group are the same as those described above.
Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, p-methylphenyl, p-tert-butylphenyl, p-adamantylphenyl, tolyl, xylyl, cumenyl, mesityl and biphenyl groups. group, phenanthryl group, 2,6-diethylphenyl group, aryl group such as 2-methyl-6-ethylphenyl group, and the like.
The divalent heterocyclic group formed by R a2′ and R a3′ bonding to each other to form the carbon atom to which they are bonded and X includes the following groups. * represents a bond.
At least one of R a1′ and R a2′ is preferably a hydrogen atom.
式(2)で表される基の具体例としては、以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。
Specific examples of the group represented by 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。 Monomer (a1) is preferably a monomer having an acid labile group and an ethylenically unsaturated bond, more preferably a (meth)acrylic monomer having an acid labile group.
酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、好ましくは、炭素数5~20の脂環式炭化水素基を有するものが挙げられる。脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマー(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 (meth)acrylic monomers having an acid-labile group, those having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms are preferred. When the resin (A) having a structural unit derived from the 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 a structural unit derived from a (meth)acrylic monomer having a group represented by formula (1), preferably a structural unit represented by formula (a1-0), represented by formula (a1-1) structural units or structural units represented by formula (a1-2). These may be used alone or in combination of two or more. In this specification, a structural unit represented by formula (a1-0), a structural unit represented by formula (a1-1), and a structural unit represented by formula (a1-2) are each referred to as structural unit (a1 -0), structural unit (a1-1) and structural unit (a1-2).
[In formula (a1-0), formula (a1-1) and formula (a1-2),
L a01 , L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O—(CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, * is 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 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a combination thereof.
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 these.
m1 represents any integer from 0 to 14;
n1 represents an 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 an oxygen atom or * —O—(CH 2 ) k01 —CO—O— (provided that k01 is preferably any integer of 1 to 4, more preferably is 1.), more preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
As R a02 , R a03 , R a04 , R a6 and R a7 , alkyl groups, alicyclic hydrocarbon groups and groups in which these are combined are the same groups as those listed for R a1 to R a3 in formula (1). groups.
The alkyl groups of R a02 , R a03 , R a04 , R a6 and R a7 preferably have 1 to 6 carbon atoms, more preferably methyl or ethyl.
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 combined group of an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group preferably has a total carbon number of 4 to 18 in combination with the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group. Examples of such groups include a methylcyclohexyl group, a dimethylcyclohexyl group, a methylnorbornyl group, a methyladamantyl group, a cyclohexylmethyl group, a methylcyclohexylmethyl group, an adamantylmethyl group and a norbornylmethyl group. 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, more preferably a methyl group, an ethyl group, a cyclohexyl group or an adamantyl group.
m1 is preferably an integer from 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer from 0 to 3, 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式(a1-0)中の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, a structural unit represented by any one of formulas (a1-0-1) to (a1-0-12) and R a01 in formula (a1-0) Structural units in which the corresponding methyl group is replaced with a hydrogen atom can be mentioned, and structural units represented by any one of formulas (a1-0-1) to (a1-0-10) are preferred.
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 monomers described in JP-A-2010-204646. Among them, monomers represented by any one of formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are preferred.
構造単位(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に由来する構造単位が挙げられる。中でも、式(a1-1-1)~式(a1-1-4)のいずれかで表される構造単位が好ましい。
Examples of structural units (a1-1) include structural units derived from monomers described in JP-A-2010-204646. Among them, structural units represented by any one of formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are preferred.
構造単位(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構造単位が挙げられ、より好ましくは式(a1-2-2)及び式(a1-2-5)で表される構造単位が好ましい。
上記の構造単位において、式(a1-1)及び式(a1-2)中のRa4、Ra5に相当するメチル基が水素原子に置き換わったモノマーも、上記モノマーの具体例として挙げられる。
The structural unit (a1-2) is preferably a structural unit represented by any one of formulas (a1-2-1) to (a1-2-6), more preferably a structural unit represented by formula (a1-2 -2) and structural units represented by formula (a1-2-5) are preferred.
Specific examples of the above monomers include monomers in which the methyl groups corresponding to R a4 and R a5 in formulas (a1-1) and (a1-2) in the above structural units are replaced with hydrogen atoms.
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 the structural unit (a1-0) and/or the structural unit (a1-1) and/or the structural unit (a1-2), the total content of these is the total structure of the resin (A) It is generally 10 to 95 mol %, preferably 15 to 90 mol %, more preferably 20 to 85 mol %, relative to the total number of units.
さらに、式(1)で表される基を有する構造単位(a1)としては、以下の構造単位式(a1-3-1)~(a1-3-7)で表される構造単位が挙げられる。
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。
Furthermore, structural units (a1) having a group represented by formula (1) include structural units represented by the following structural unit formulas (a1-3-1) to (a1-3-7). .
When the resin (A) contains the above structural unit, its content is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 15 to 90 mol%, and 20 to 85 mol, based on the total structural units of the resin (A). % is more preferred.
さらに、基(2)を有する構造単位(a1)(以下、「構造単位(a1-4)」という場合がある。)としては、以下の構造単位が挙げられる。
[式(a1-4)中、
Ra32は、水素原子、ハロゲン原子、又は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
Ra33は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数2~4のアルキルカルボニル基、炭素数2~4のアルキルカルボニルオキシ基、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
laは0~4のいずれかの整数を表す。laが2以上である場合、複数のRa33は互いに同一であっても異なってもよい。
Ra34及びRa35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、Ra36は、炭素数1~20の炭化水素基を表すか、Ra35及びRa36は互いに結合してそれらが結合する-C-O-とともに炭素数2~20の2価の炭化水素基を形成し、該炭化水素基及び該2価の炭化水素基に含まれる-CH2-は、-O-又は-S-で置き換わってもよい。]
Further, the structural unit (a1) having group (2) (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a1-4)") includes the following structural units.
[In formula (a1-4),
R a32 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
R a33 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkylcarbonyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, acryloyl It represents an oxy group or a methacryloyloxy group.
la represents an integer of 0 to 4; When la is 2 or more, a plurality of R a33 may be the same or different.
R a34 and R a35 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, R a36 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or R a35 and R a36 are bonded to each other to form a C2-C20 divalent hydrocarbon group together with -C-O- to which they are bonded, and -CH 2 - contained in the hydrocarbon group and the divalent hydrocarbon group is - O- or -S- may be substituted. ]
構造単位(a1-4)としては、例えば、特開2010-204646号公報に記載されたモノマー由来の構造単位が挙げられる。好ましくは、式(a1-4-1)~式(a1-4-8)でそれぞれ表される構造単位及び式(a1-4)中のRa32に相当する水素原子がメチル基に置き換わった構造単位が挙げられ、より好ましくは、式(a1-4-1)~式(a1-4-5)でそれぞれ表される構造単位が挙げられる。
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%がさらに好ましく、25~65モル%が一層好ましい。
Examples of structural units (a1-4) include structural units derived from monomers described in JP-A-2010-204646. Preferably, structural units represented by formulas (a1-4-1) to (a1-4-8) and structures in which the hydrogen atom corresponding to R a32 in formula (a1-4) is replaced with a methyl group units, more preferably structural units represented by formulas (a1-4-1) to (a1-4-5).
When the resin (A) contains the above structural unit, its content is preferably 10 to 95 mol%, more preferably 15 to 90 mol%, and 20 to 85 mol, based on the total structural units of the resin (A). %, more preferably 25 to 65 mol %.
式(2)で表される基を有する(メタ)アクリル系モノマーに由来する構造単位としては、式(a1-5)で表される構造単位(以下「構造単位(a1-5)」という場合がある)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。]
As the structural unit derived from a (meth)acrylic monomer having a group represented by formula (2), a structural unit represented by formula (a1-5) (hereinafter referred to as "structural unit (a1-5)" There is) is also mentioned.
[In formula (a1-5),
R a8 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
Z a1 represents a single bond or *—(CH 2 ) h3 —CO—L 54 —, h3 represents an integer of 1 to 4, and * represents a bond with L 51 .
L 51 , L 52 , L 53 and L 54 each independently represent -O- or -S-.
s1 represents an integer of 1 to 3;
s1' represents any integer from 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。
A halogen atom includes a fluorine atom and a chlorine atom, preferably a fluorine atom. Examples of the alkyl group 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. groups.
In formula (a1-5), R a8 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
L 51 is preferably an oxygen atom.
Preferably, one of L 52 and L 53 is —O— and the other is —S—.
s1 is preferably one.
s1′ is preferably an integer of 0-2.
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。 Examples of the monomer leading to the structural unit (a1-5) include monomers described in JP-A-2010-61117. Among them, monomers represented by formulas (a1-5-1) to (a1-5-4) are preferable, and monomers represented by formula (a1-5-1) or formula (a1-5-2) is more preferred.
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。 When the resin (A) has the structural unit (a1-5), the content thereof is preferably 1 to 50 mol%, preferably 3 to 45 mol%, based on the total of all structural units of the resin (A). It is more preferably mol %, and even more preferably 5 to 40 mol %.
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 labile group in the resin (A) includes structural unit (a1-0), structural unit (a1-1), structural unit (a1-2) and structural unit (a1-5 ) is preferably at least one selected from the group consisting of, more preferably at least two or more, a combination of the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2), the structural unit (a1-2) and the structural unit ( 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 structural unit (a1-1) and structural unit (a1-0), a combination of structural unit (a1-2) and structural unit (a1-0), structural unit (a1-0), structural unit A combination of (a1-1) and structural unit (a1-2) is particularly preferred.
Structural unit (a1) preferably includes structural unit (a1-2).
〈構造単位(s)〉
構造単位(s)は、酸不安定基を有さないモノマー(以下「モノマー(s)」という場合がある)から導かれる。モノマー(s)としては、レジスト分野で公知の酸不安定基を有さないモノマーを使用できる。
構造単位(s)としては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するのが好ましい。ヒドロキシ基を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a2)」という場合がある)及び/又はラクトン環を有し、かつ酸不安定基を有さない構造単位(以下「構造単位(a3)」という場合がある)を有する樹脂を本発明のレジスト組成物に使用すれば、レジストパターンの解像度及び基板との密着性を向上させることができる。
<Structural unit (s)>
Structural unit (s) is derived from a monomer having no acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as "monomer (s)"). As the monomer (s), a monomer having no acid-labile group known in the field of resists can be used.
The structural unit (s) preferably has a hydroxy group or a lactone ring. A structural unit having a hydroxy group and no acid-labile group (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a2)") and/or a structure having a lactone ring and no acid-labile group When a resin having a unit (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a3)") is used in the resist composition of the present invention, the resolution of the resist pattern and adhesion to the substrate can be improved.
〈構造単位(a2)〉
構造単位(a2)が有するヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基でも、フェノール性ヒドロキシ基でもよい。
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。
<Structural unit (a2)>
The hydroxy group possessed by the structural unit (a2) may be an alcoholic hydroxy group or a phenolic hydroxy group.
When producing a resist pattern from the resist composition of the present invention, when using a high-energy beam such as a KrF excimer laser (248 nm), an electron beam, or EUV (extreme ultraviolet light) as the exposure light source, the structural unit (a2) , it is preferable to use a structural unit (a2) having a phenolic hydroxy group. Further, when using an ArF excimer laser (193 nm) or the like, the structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group is preferable as the structural unit (a2). As the structural unit (a2), one type may be contained alone, or two or more types may be contained.
樹脂(A)が、フェノール性ヒドロキシ基を有する構造単位(a2-0)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く、35~65モル%が一層好ましい。 When the resin (A) has a structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxy group, its content should be 5 to 95 mol% of the total of all structural units of the resin (A). is preferred, 10 to 80 mol % is more preferred, 15 to 80 mol % is even more preferred, and 35 to 65 mol % is even more preferred.
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。]
The structural unit (a2) having an alcoholic hydroxy group includes a structural unit represented by formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a2-1)").
[In the formula (a2-1),
L a3 represents -O- or * -O-(CH 2 ) k2 -CO-O-,
k2 represents 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 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
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 formula (a2-1), L a3 is preferably —O—, —O—(CH 2 ) f1 —CO—O— (f1 is an integer of 1 to 4), -O- is more preferred.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer from 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。
The structural unit (a2-1) includes, for example, structural units derived from monomers described in JP-A-2010-204646, preferably the units of formulas (a2-1-1) to (a2- 1-3), more preferably a structural unit represented by any one of formulas (a2-1-1) to (a2-1-2).
Specific examples of the structural unit include compounds in which the methyl group corresponding to R a14 in formula (a2-1) is replaced with a hydrogen atom.
When the resin (A) contains the structural unit (a2-1), its content is usually 1 to 45 mol%, preferably 1 to 40 mol, based on the total of all structural units of the resin (A). %, more preferably 1 to 35 mol %, still more preferably 2 to 20 mol %.
〈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、構造単位(a3)を有することが好ましい。
<Structural unit (a3)>
The resin (A) of the present invention preferably has a structural unit (a3) in addition to the structural unit (a1).
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。 The lactone ring of the structural unit (a3) may be a monocyclic ring such as a β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring, δ-valerolactone ring, or a condensed ring of a monocyclic lactone ring and another ring. It's okay. A bridged ring containing a γ-butyrolactone ring, an adamantanelactone ring or a γ-butyrolactone ring structure is preferred.
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。 Structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by formula (a3-1), formula (a3-2), formula (a3-3) or formula (a3-4). One of these may be contained alone, or two or more may be contained.
[式(a3-1)、式(a3-2)、式(a3-3)及び式(a3-4)中、
La4、La5及びLa6は、-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、互いに独立に、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、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、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/又は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。]
[In formula (a3-1), formula (a3-2), formula (a3-3) and formula (a3-4),
L a4 , L a5 and L a6 represent a group represented by —O— or * —O—(CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7); .
L a7 is -O-, * -OL a8 -O-, * -OL a8 -CO-O-, * -OL a8 -CO- OL a9 -CO-O- or * -OL a8 -O-CO-L a9 -O-.
L a8 and L a9 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 represent a hydrogen atom or a methyl group.
R a24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
R a22 , R a23 and R a25 each 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 an integer of 0 to 3;
r1 represents an integer of 0 to 3;
w1 represents any integer from 0 to 8;
When p1, q1, r1 and/or w1 are 2 or more, a plurality of R a21 , R a22 , R a23 and/or R a25 may be the same or different. ]
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 aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 4 carbon atoms represented by R a21 , R a22 and R a23 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert-butyl group. is mentioned.
Halogen atoms of R a24 include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the alkyl group for R a24 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group and n-hexyl group. , preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
The alkyl group having a halogen atom for R a24 includes a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluoro A hexyl group, a trichloromethyl group, a tribromomethyl group, a triiodomethyl group and the like can be mentioned.
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 L a8 and L a9 include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5 -diyl group, hexane-1,6-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group, pentane-1, 4-diyl group, 2-methylbutane-1,4-diyl group and the like.
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-O-又は*-O-La8-CO-O-であり、より好ましくは-O-、-O-CH2-CO-O-又は-O-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 formulas (a3-1) to (a3-4),
L a4 to L a6 are each independently a group preferably represented by —O— or *—O—(CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4; , more preferably -O- and *-O-CH 2 -CO-O-, more preferably an oxygen atom.
L a7 is preferably -O- or * -OL a8 -CO-O-, more preferably -O-, -O-CH 2 -CO-O- or -O-C 2 H 4 - It is CO—O—.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a24 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, still more 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.
Each of p1, q1, r1 and w1 is independently an integer preferably from 0 to 2, more preferably 0 or 1.
Formula (a3-4) is particularly preferably formula (a3-4)'.
(In the formula, R a24 and L a7 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。
As the monomer leading to the structural unit (a3), the monomer described in JP-A-2010-204646, the monomer described in JP-A-2000-122294, the monomer described in JP-A-2012-41274. mentioned. The structural unit (a3) is preferably a structural unit represented by any one of the following, and is represented by formula (a3-1-1), formula (a3-2-3) and formula (a3-4-1) to formula ( a3-4-12), more preferably a structural unit represented by any one of the formulas (a3-4-1) to (a3-4-12), and more preferably a structural unit represented by the formula Structural units represented by any one of formulas (a3-4-1) to (a3-4-6) are even more preferred.
上記構造単位においては、式(a3-1)~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 units, compounds in which the methyl groups corresponding to R a18 , R a19 , R a20 and R a24 in formulas (a3-1) to (a3-4) are replaced with hydrogen atoms are also structural unit (a3 ) as a specific example.
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 is usually 5 to 70 mol%, preferably 10 to 65 mol%, based on the total of all structural units of the resin (A). and more preferably 10 to 60 mol %.
Further, the content of structural unit (a3-1), structural unit (a3-2), structural unit (a3-3) and structural unit (a3-4) is the total of all structural units of resin (A) It is preferably 5 to 60 mol %, more preferably 5 to 50 mol %, even more preferably 10 to 50 mol %, relative to the
〈構造単位(t)〉
構造単位(t)としては、構造単位(a2)及び構造単位(a3)以外に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 (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a4)”) that may have a halogen atom other than the structural unit (a2) and the structural unit (a3). A structural unit having a hydrocarbon-free group (hereinafter sometimes referred to as "structural unit (a5)") and the like can be mentioned.
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。]
Structural units (a4) include structural units represented by formula (a4-0).
[In the formula (a4-0),
R5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
L 5 represents a single bond or a C 1-4 saturated aliphatic hydrocarbon group.
L 3 represents a perfluoroalkanediyl group having 1 to 8 carbon atoms or a perfluorocycloalkanediyl group having 3 to 12 carbon atoms.
R6 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。 The saturated aliphatic hydrocarbon group for L 5 includes alkanediyl groups having 1 to 4 carbon atoms, such as methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group and butane-1,4-diyl group. A straight-chain alkanediyl group such as a straight-chain alkanediyl group having a side chain of an alkyl group (especially a methyl group, an ethyl group, etc.), an ethane-1,1-diyl group, a propane-1, 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;
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。
The perfluoroalkanediyl group for L 3 includes a difluoromethylene group, a perfluoroethylene group, a perfluoroethylfluoromethylene group, a perfluoropropane-1,3-diyl group, a perfluoropropane-1,2-diyl group, and a 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.
The perfluorocycloalkanediyl group for L 3 includes a perfluorocyclohexanediyl group, a perfluorocyclopentanediyl group, a perfluorocycloheptanediyl group, a perfluoroadamantanediyl group, and the like.
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。
L5 is preferably a single bond, a methylene group or an ethylene group, more preferably a single bond or a methylene group.
L 3 is preferably a C 1-6 perfluoroalkanediyl group, more preferably a C 1-3 perfluoroalkanediyl group.
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 structural units shown below.
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 formula (a4-0) is replaced with a hydrogen atom can also be mentioned as a specific example of 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。]
Structural units (a4) include structural units represented by formula (a4-1).
[In formula (a4-1),
R a41 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a42 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and —CH 2 — contained in the hydrocarbon group may be replaced with —O— or —CO— good.
A a41 represents an optionally substituted alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by formula (a-g1). ]
[In the formula (a-g1),
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 single bond or an optionally substituted C 1-5 divalent aliphatic hydrocarbon group.
X a41 and X a42 each 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 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。
The hydrocarbon group for R a42 includes chain and cyclic aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, and groups formed by combinations thereof.
Acyclic and cyclic aliphatic hydrocarbon groups may have carbon-carbon unsaturated bonds, but are formed by saturated acyclic and cyclic aliphatic hydrocarbon groups and combinations thereof. groups are preferred. The aliphatic saturated hydrocarbon group includes a linear or branched alkyl group, a monocyclic or polycyclic alicyclic hydrocarbon group, and an aliphatic hydrocarbon group formed by combining an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group. group hydrocarbon groups and the like.
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。
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. n-dodecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl and n-octadecyl groups. Cyclic aliphatic hydrocarbon groups include cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; decahydronaphthyl, adamantyl, norbornyl and the following groups (* indicates a bond represents a hand.) and other polycyclic alicyclic hydrocarbon groups.
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。 Aromatic hydrocarbon groups include phenyl, naphthyl, anthryl, biphenylyl, phenanthryl and fluorenyl groups.
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。]
Substituents for R a42 include halogen atoms and groups represented by formula (a-g3). A halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, preferably a fluorine atom.
[In the formula (a-g3),
Xa43 represents an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a45 represents a C 1-17 aliphatic hydrocarbon group 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 for A a45 include groups similar to those exemplified for R a42 .
R a42 is preferably an aliphatic hydrocarbon group which may have a halogen atom, an alkyl group having a halogen atom and/or an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by formula (a-g3) 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, still 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. Perfluoroalkyl groups include perfluoromethyl, perfluoroethyl, perfluoropropyl, perfluorobutyl, perfluoropentyl, perfluorohexyl, perfluoroheptyl and perfluorooctyl groups. A perfluorocyclohexyl group etc. are mentioned as a perfluorocycloalkyl group.
When R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by formula (a-g3), including the number of carbon atoms contained in the group represented by formula (a-g3), the aliphatic hydrocarbon The total number of carbon atoms in the group is preferably 15 or less, more preferably 12 or less. When it has a group represented by formula (a-g3) 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 preferred structure of the group represented by formula (a-g3) 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 for A a41 includes methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, and hexane-1,6-diyl group. straight-chain alkanediyl groups such as; A branched alkanediyl group such as a 2-methylbutane-1,4-diyl group can be mentioned.
Examples of substituents on the alkanediyl group of A a41 include a hydroxy group and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
Aa41 is preferably an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkanediyl group having 2 to 4 carbon atoms, and still more 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 of A a42 , A a43 and A a44 in group (a-g1) may have a carbon-carbon unsaturated bond, but are preferably saturated aliphatic 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 a combination of an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group formed by. Specifically, methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, 1-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1,2-diyl group and the like.
Substituents of the aliphatic hydrocarbon groups 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 zero.
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 (a-g1) 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 ** each represent a bond, 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、以下の構成単位及び式(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 structural units represented by formula (a4-1) include the following structural units and structural units in which a methyl group corresponding to R a41 in formula (a4-1) is replaced with a hydrogen atom.
構造単位(a4)としては、式(a4-4)で表される構造単位も挙げられる。
[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。]
Structural units (a4) also include structural units represented by formula (a4-4).
[In formula (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 and 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さらに好ましい。 The hydrocarbon group having a fluorine atom for R f22 includes an alkyl group having a fluorine atom and having 1 to 10 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having a fluorine atom and having 3 to 10 carbon atoms. 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, 1,1,2,2,3,3,4,4-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 , 2,3,3,4,4,5,5-decafluorohexyl group, 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-dodecafluorohexyl group, perfluoro Pentylmethyl group, perfluorohexyl group, perfluorocyclohexyl group, perfluoroadamantyl group and the like. An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and having a fluorine atom is preferable, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and having a fluorine atom is more preferable.
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 formula (a4-4), A f21 is preferably —(CH 2 ) j1 —, more preferably an ethylene group or a methylene group, and still more preferably a methylene group.
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 structural units represented by formula (a4-4) include the following structural units and structural units in which a methyl group corresponding to R f21 in 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 structural units of the resin (A). and more preferably 3 to 10 mol %.
<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 non-leaving hydrocarbon groups possessed by the structural unit (a5) include linear, branched and cyclic hydrocarbon groups. Among them, the structural unit (a5) is preferably a group having an alicyclic hydrocarbon group.
Examples of the structural unit (a5) include structural units represented by formula (a5-1).
[In the formula (a5-1),
R51 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R 52 represents an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is substituted with an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a hydroxy group. may
However, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the bonding position with L 55 is not substituted with 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 for R 52 may be either monocyclic or polycyclic. Examples of monocyclic alicyclic hydrocarbon groups include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl groups. Examples of polycyclic alicyclic hydrocarbon groups include adamantyl groups and norbornyl groups.
Examples of aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group and hexyl group. , octyl and 2-ethylhexyl groups.
The substituted alicyclic hydrocarbon group includes a 3-hydroxyadamantyl group and a 3-methyladamantyl group.
R 52 is preferably an unsubstituted alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, 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。
The divalent saturated hydrocarbon group for L 55 includes a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group and a divalent alicyclic saturated hydrocarbon group, preferably a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group. be done.
Examples of divalent aliphatic saturated hydrocarbon groups include alkanediyl groups such as methylene, ethylene, propanediyl, butanediyl and pentanediyl groups.
The bivalent alicyclic saturated hydrocarbon group may be either monocyclic or polycyclic. The monocyclic alicyclic saturated hydrocarbon group includes cycloalkanediyl groups such as cyclopentanediyl group and cyclohexanediyl group. The polycyclic divalent alicyclic saturated hydrocarbon group includes an adamantanediyl 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、以下に示す基が挙げられる。下記式中、*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 shown below. In the following formula, * represents a bond with an oxygen atom.
構造単位(a5-1)としては、以下のもの及び式(a5-1)中の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。
Examples of the structural unit (a5-1) include the following and structural units in which the methyl group corresponding to R 51 in formula (a5-1) is replaced with a hydrogen atom.
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 structural units of the resin (A). and more preferably 3 to 15 mol %.
樹脂(A)は、構造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位とからなる樹脂、構造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位と構造単位(t)とからなる樹脂、より好ましくは、構造単位(a1)と酸不安定基を有さない構造単位とからなる樹脂である。 The resin (A) is a resin comprising a structural unit (a1) and a structural unit having no acid-labile group, a structural unit (a1), a structural unit having no acid-labile group, and a structural unit (t). More preferably, it is a resin comprising a structural unit (a1) and a structural unit having no acid-labile group.
構造単位(a1)は、好ましくは構造単位(a1-0)、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-2)(好ましくはシクロヘキシル基、シクロペンチル基を有する該構造単位)から選ばれる少なくとも一種であり、より好ましくは構造単位(a1-0)、構造単位(a1-1)及び構造単位(a1-2)(好ましくはシクロヘキシル基、シクロペンチル基を有する該構造単位)から選ばれる少なくとも二種である。
酸不安定基を有さない構造単位は、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)で表される構造単位、式(a3-2)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選ばれる少なくとも一種である。
構造単位(t)は、好ましくは、フッ素原子を含む構造単位であり、例えば、構造単位(a4)である。
Structural unit (a1) is preferably at least selected from structural unit (a1-0), structural unit (a1-1) and structural unit (a1-2) (preferably the structural unit having a cyclohexyl group or a cyclopentyl group) one kind, more preferably at least two kinds selected from structural unit (a1-0), structural unit (a1-1) and structural unit (a1-2) (preferably the structural unit having a cyclohexyl group or a cyclopentyl group) is.
The structural unit having no acid labile group is preferably at least one of structural unit (a2) and structural unit (a3). Structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by formula (a2-1). Structural unit (a3) is preferably selected from structural units represented by formula (a3-1), structural units represented by formula (a3-2) and structural units represented by formula (a3-4) at least one.
Structural unit (t) is preferably a structural unit containing a fluorine atom, such as structural unit (a4).
樹脂(A)を構成する各構造単位は、1種のみ又は2種以上を組合せて用いてもよく、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。
本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーにより求めた値である。ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーは、実施例に記載の分析条件により測定することができる。
Each structural unit that constitutes the resin (A) may be used alone or in combination of two or more. Using a monomer that induces these structural units, it is produced by a known polymerization method (e.g., radical polymerization method). can do. The content of each structural unit in the resin (A) can be adjusted by adjusting the amount of monomer used for 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, further preferably 15,000 or less).
As used herein, the weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography. Gel permeation chromatography can be measured under the analysis conditions described in Examples.
<樹脂(X)>
樹脂(X)としては、例えば、構造単位(t)を含む樹脂が挙げられ、構造単位(a4)を含む樹脂(ただし、構造単位(a1)を含まない。)が好ましく、フッ素原子を有する構造単位(a4)がより好ましい。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質量部であり、もっとも好ましくは2~10質量部である。
<Resin (X)>
The resin (X) includes, for example, a resin containing the structural unit (t), preferably a resin containing the structural unit (a4) (but not containing the structural unit (a1)), and has a structure having a fluorine atom. Unit (a4) is more preferred. In the resin (X), the content of the structural unit (a4) is preferably 40 mol% or more, more preferably 45 mol% or more, and even more preferably 50 mol% or more, based on the total structural units of the resin (X). .
Structural units that the resin (X) may further include structural units (a2), structural units (a3), and structural units derived from other known monomers.
The weight average molecular weight of 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 resin (X) is the same as for resin (A).
When the resist composition contains resin (X), its content is preferably 1 to 60 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of resin (A). It is preferably 1 to 40 parts by mass, particularly preferably 2 to 30 parts by mass, and most preferably 2 to 10 parts by mass.
レジスト組成物が樹脂(A)及び樹脂(X)を含む場合は、樹脂(A)と樹脂(X)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。 When the resist composition contains the resin (A) and the resin (X), the total content of the resin (A) and the resin (X) is 80% by mass or more and 99% by mass with respect to the solid content of the resist composition. % or less is preferable. The solid content and resin content of the resist composition can be measured by known analytical means such as liquid chromatography or gas chromatography.
<酸発生剤>
酸発生剤は、1種又は2種類以上の酸発生剤(I)を有効成分として含有していてもよいし、酸発生剤(I)以外の有効成分としてレジスト分野で公知の酸発生剤(以下「酸発生剤(B)」という場合がある)を含有していてもよい。
酸発生剤として、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)を含有する場合、酸発生剤(I)と酸発生剤(B)との含有量の比(質量比、酸発生剤(I):酸発生剤(B))は、通常、1:99~99:1、好ましくは2:98~98:2、より好ましくは5:95~95:5である。
<Acid generator>
The acid generator may contain one or two or more acid generators (I) as active ingredients, or known acid generators in the field of resists ( hereinafter sometimes referred to as "acid generator (B)").
When acid generator (I) and acid generator (B) are contained as acid generators, the ratio of the contents of acid generator (I) and acid generator (B) (mass ratio, acid generator ( I): acid generator (B)) is usually 1:99-99:1, preferably 2:98-98:2, more preferably 5:95-95:5.
<酸発生剤(I)>
酸発生剤(I)は、非イオン系又はイオン系のいずれを用いてもよい。
非イオン系酸発生剤としては、有機ハロゲン化物、スルホネートエステル類(例えば2-ニトロベンジルエステル、芳香族スルホネート、オキシムスルホネート、N-スルホニルオキシイミド、スルホニルオキシケトン、ジアゾナフトキノン 4-スルホネート)、スルホン類(例えばジスルホン、ケトスルホン、スルホニルジアゾメタン)等が挙げられる。イオン系酸発生剤としては、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挙げられる。
<Acid Generator (I)>
The acid generator (I) may be either nonionic or ionic.
Nonionic acid generators include organic halides, sulfonate esters (eg, 2-nitrobenzyl ester, aromatic sulfonate, oxime sulfonate, N-sulfonyloxyimide, sulfonyloxyketone, diazonaphthoquinone 4-sulfonate), sulfones (eg, disulfone, ketosulfone, sulfonyldiazomethane) and the like. Typical ionic acid generators are onium salts containing onium cations (for example, diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts and iodonium salts). The anions of the onium salts include sulfonate anions, sulfonylimide anions, sulfonylmethide anions, and the like.
酸発生剤(I)から発生する酸は、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する酸であることが好ましく、その酸は、以下の基を有する酸であることがより好ましい。
[式(aa)中、
Xa及びXbは、それぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子を表す。
X1は、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する2価の基を表し、該2価の基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基で置換されていてもよい。
*は、結合手を表す。]
The acid generated from the acid generator (I) is preferably an acid having a ring structure containing -O-SO-O- as a ring constituent, and the acid is an acid having the following groups: is more preferred.
[in the formula (aa),
X a and X b each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
X 1 represents a divalent group having a ring structure containing —O—SO—O— as a ring constituent, and a hydrogen atom contained in the divalent group may be substituted with a hydroxy group. .
* represents a bond. ]
Xa及びXbは、同じ原子であることが好ましく、ともに酸素原子がより好ましい。
X1における-O-SO-O-を含む環構造は、1つ以上あればよい。
X a and X b are preferably the same atom, more preferably an oxygen atom.
One or more ring structures containing —O—SO—O— in X 1 may be present.
環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造を有する2価の基としては、単環式あるいは縮合環、スピロ環及び環集合を含む多環式の2価の複素環基、この複素環基にアルカンジイル基を組み合わせた基、複素環基とアルカンジイル基とを3種以上組み合わせた基等が挙げられる。
なかでも、環の構成要素として-O-SO-O-を含む環構造、つまり、式(aa)で表される基としては、好ましくは以下の基が挙げられる。
The bivalent group having a ring structure containing -O-SO-O- as a ring constituent includes a monocyclic or condensed ring, a polycyclic divalent heterocyclic group including a spiro ring and a ring assembly, A group obtained by combining this heterocyclic group with an alkanediyl group, a group obtained by combining three or more types of a heterocyclic group and an alkanediyl group, and the like.
Among them, the ring structure containing —O—SO—O— as a ring constituent , that is, the group represented by the formula (aa) preferably includes the following groups.
酸発生剤(I)は、式(aa1)で表される基を有する塩であることが好ましい。
[式(aa1)中、
Xa、Xb、X1及び*は、上記と同じ意味を表す。
環Wは、置換基を有していてもよい炭素数3~36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メチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はスルホニル基で置換されていてもよい。]
Acid generator (I) is preferably a salt having a group represented by formula (aa1).
[In the formula (aa1),
X a , X b , X 1 and * have the same meanings as above.
Ring W represents an optionally substituted alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, and the methylene group contained in the alicyclic hydrocarbon group is an oxygen atom, a sulfur atom, or a carbonyl group. Or it may be substituted with a sulfonyl group. ]
環Wにおける炭素数3~36の脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては群Aに記載の基が挙げられる。
群A:ヒドロキシ基、炭素数1~12のアルキル基、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、炭素数6=10の芳香族炭化水素基又はこれらの組み合わせ
The alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms in ring W may have a substituent, and examples of the substituent include groups described in group A.
Group A: a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6=10 carbon atoms, or these combination of
環Wにおける炭素数3~36の脂環式炭化水素基としては、式(a1-1)~式(a1-12)で表される環が挙げられ、炭素数3~18の脂環式炭化水素基が好ましく、なかでも、式(a1-1)で表される環、式(a1-2)で表される環又は式(a1-3)で表される環がより好ましい。
[式(a1-1)~式(a1-12)中、
環に含まれるメチレン基は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基又はスルホニル基で置換されていてもよく、環に含まれる水素原子は上記群Aに記載の基で置換されていてもよい。]
式(a1-1)~式(a1-12)で表される環においては、任意に2つの水素原子が除去されてXa及びXbとの結合手とすればよい。
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms in ring W include rings represented by formulas (a1-1) to (a1-12), and alicyclic carbonization having 3 to 18 carbon atoms. A hydrogen group is preferable, and a ring represented by formula (a1-1), a ring represented by formula (a1-2) or a ring represented by formula (a1-3) is more preferable.
[In the formulas (a1-1) to (a1-12),
A methylene group contained in the ring may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group or a sulfonyl group, and a hydrogen atom contained in the ring may be substituted with a group described in Group A above. ]
In the rings represented by formulas (a1-1) to (a1-12), two hydrogen atoms may optionally be removed to form bonds with X a and X b .
群Aにおける炭素数1~12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、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。
群Aにおける炭素数1~12の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、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
群Aにおける炭素数3~12の脂環式炭化水素基としては、下記に示す基が挙げられる。*は環との結合手である。
群Aにおける炭素数6~10の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。
Examples of alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms in Group A include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, and the like. are mentioned.
The alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms in Group A include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, 2-ethylhexyloxy, nonyloxy, decyloxy, An undecyloxy group, a dodecyloxy group and the like can be mentioned.
Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms in Group A include the groups shown below. * is a bond with a ring.
Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms in Group A include a phenyl group and a naphthyl group.
酸発生剤(I)は、式(aa1)で表される基を有するアニオンと、カチオンとからなる塩であることが好ましく、式(a)で表される基を有するアニオンと、有機カチオンとからなる塩であることがより好ましい。 The acid generator (I) is preferably a salt comprising an anion having a group represented by formula (aa1) and a cation, and an anion having a group represented by formula (a) and an organic cation. More preferably, it is a salt consisting of
式(aa1)で表される基を有するアニオンは、式(aa2)で表されるアニオンであることが好ましい。
[式(aa2)中、
Xa、Xb、X1及びWは、上記と同じ意味を表す。
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く、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で置換されていてもよい。
Q1及びQ2は、互いに独立に、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。]
The anion having a group represented by formula (aa1) is preferably an anion represented by formula (aa2).
[In formula (aa2),
X a , X b , X 1 and W have the same meanings as above.
L b1 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group, The contained hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms or hydroxy groups.
Q 1 and Q 2 independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. ]
Q1及びQ2で表される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が好ましく、Q1及びQ2はともにフッ素原子がより好ましい。
Perfluoroalkyl groups represented by Q 1 and Q 2 include a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group and a perfluoropentyl group. groups and perfluorohexyl groups.
Q 1 and Q 2 are each independently preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and both Q 1 and Q 2 are more preferably fluorine atoms.
Lb1で表される2価の飽和炭化水素基としては、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種以上を組み合わせたものでもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、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。
The divalent saturated hydrocarbon group represented by L b1 includes an alkanediyl group, a monocyclic or polycyclic bivalent alicyclic saturated hydrocarbon group, and two or more of these groups may be a combination of
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, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl group, dodecane-1,12-diyl group , tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group and heptadecane-1,17-diyl group. alkanediyl group;
ethane-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, and 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; 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 and the like.
Lb1で表される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)~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-Wとの結合手を表す。
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。
*はWとの結合手を表す。
The group in which —CH 2 — contained in the divalent saturated hydrocarbon group represented by L b1 is replaced with —O— or —CO— is any one of formulas (b1-1) to (b1-3). The group represented by is mentioned. In formulas (b1-1) to (b1-3) and specific examples below, * represents a bond with -W.
In formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and a 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, a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the saturated A methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted 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 formula (b1-2),
L b4 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and a 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, a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group; A methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted 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 formula (b1-3),
L b6 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and a 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, a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and the saturated A methylene group contained in the hydrocarbon group may be substituted 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.
* represents a bond with W.
なお、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 saturated hydrocarbon group. is the carbon number of
As the divalent saturated hydrocarbon group, the same divalent saturated hydrocarbon group as L b1 can be mentioned.
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。
中でも、式(b1-1)又は式(b1-3)で表される基が好ましい。
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 a hydrogen atom contained in the 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 a 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 a 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 saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
Among them, a group represented by formula (b1-1) or 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、Lb14及び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、Lb17及びLb18の合計炭素数は19以下である。
*はWとの結合手を表す。
Examples of formula (b1-1) include groups represented by formulas (b1-4) to (b1-8).
In formula (b1-4),
L b8 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 22 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
In formula (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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b9 and L b10 is 20 or less.
In formula (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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b11 and L b12 is 21 or less.
In formula (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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b13 , L b14 and L b15 is 19 or less.
In formula (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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom or a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b16 , L b17 and L b18 is 19 or less.
* represents a bond with W.
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を表す。
Lb17は、好ましくは、炭素数1~6の2価の飽和炭化水素基を表す。
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 C 1-19 divalent saturated hydrocarbon group, more preferably a single bond or a C 1-8 divalent saturated hydrocarbon group.
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 C 1-6 divalent saturated hydrocarbon group.
L b15 is preferably a single bond or a C 1-18 divalent saturated hydrocarbon group, more preferably a single bond or a C 1-8 divalent saturated hydrocarbon group.
L b16 preferably represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
L b17 preferably represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
L b18 is preferably a single bond or a C 1-17 divalent saturated hydrocarbon group, more preferably a single bond or a C 1-4 divalent saturated hydrocarbon group.
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、Lb22及び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、Lb25及びLb26の合計炭素数は21以下である。
*はWとの結合手を表す。
Examples of formula (b1-3) include groups represented by formulas (b1-9) to (b1-11).
In formula (b1-9),
L b19 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 23 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the 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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. . A methylene group contained in the acyloxy group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the acyloxy group may be substituted with a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b19 and L b20 is 23 or less.
In formula (b1-10),
L b21 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 21 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the 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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. . A methylene group contained in the acyloxy group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the acyloxy group may be substituted with a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b21 , L b22 and L b23 is 21 or less.
In formula (b1-11),
L b24 represents a single bond or a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the 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 a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group may be substituted with a fluorine atom, a hydroxy group or an acyloxy group. . A methylene group contained in the acyloxy group may be substituted with an oxygen atom or a carbonyl group, and a hydrogen atom contained in the acyloxy group may be substituted with a hydroxy group.
However, the total carbon number of L b24 , L b25 and L b26 is 21 or less.
* represents a bond with W.
なお、式(b1-9)から式(b1-11)においては、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 saturated hydrocarbon group is substituted with an acyloxy group, the carbon number of the acyloxy group, the CO and O and the number of carbon atoms in the saturated hydrocarbon group.
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。 Acyloxy groups include acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy, cyclohexylcarbonyloxy, and adamantylcarbonyloxy groups.
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-4)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-1), the groups represented by formula (b1-4) include the following.
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-5)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-1), the groups represented by formula (b1-5) include the following.
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-6)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-1), the groups represented by formula (b1-6) include the following.
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-7)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-1), the groups represented by formula (b1-7) include the following.
式(b1-1)で表される基のうち、式(b1-8)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-1), the groups represented by 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 formula (b1-2) include the following.
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-9)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-3), the groups represented by formula (b1-9) include the following.
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-10)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-3), the groups represented by formula (b1-10) include the following.
式(b1-3)で表される基のうち、式(b1-11)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Among the groups represented by formula (b1-3), the groups represented by formula (b1-11) include the following.
式(aa2)で表されるアニオンとしては、下記のもの等が例示される。
Examples of the anion represented by formula (aa2) include the following.
酸発生剤(I)におけるカチオンは、有機カチオンであることが好ましい。有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、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及び有機ホスホニウムカチオン等が挙げられる。これらの中でも、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。
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 acid generator (I) is preferably an organic cation. Organic cations include organic onium cations, organic sulfonium cations, organic iodonium cations, organic ammonium cations, benzothiazolium cations and organic phosphonium cations. Among these, organic sulfonium cations and organic iodonium cations are preferred, and arylsulfonium cations are more preferred.
Among them, cations represented by any one of formulas (b2-1) to (b2-4) (hereinafter sometimes referred to as "cation (b2-1)" and the like depending on the formula number) are preferred.
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 formulas (b2-1) to (b2-4),
R b4 to R b6 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms; 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 atoms contained in the alicyclic hydrocarbon group are 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. A 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 together form a ring containing a sulfur atom to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring may be replaced by 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 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5;
When m2 is 2 or more, multiple R b7 may be the same or different, and when n2 is 2 or more, multiple R b8 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 each 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 together form a ring containing a sulfur atom to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring may be replaced by 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 may be substituted with an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the hydrogen atoms contained in the aromatic hydrocarbon group are alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms or 1 to 1 carbon atoms. It may be substituted with 12 alkylcarbonyloxy groups.
R b11 and R b12 may together form a ring containing —CH—CO— to which they are bonded, and the methylene group contained in the ring is an oxygen atom, a sulfinyl group or a carbonyl group. 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 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L 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, multiple R b13 are the same or different, when p2 is 2 or more, multiple R b14 are the same or different, and when q2 is 2 or more, multiple R b15 are the same or different. , when r2 is 2 or more, the plurality of R b16 are the same or different; when s2 is 2 or more, the plurality of R b17 are the same or different; when t2 is 2 or more, the plurality of R b18 are the 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。
Examples of aliphatic hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and n-octyl. and the alkyl groups of the 2-ethylhexyl group. 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 monocyclic or polycyclic, and the monocyclic alicyclic hydrocarbon group includes a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclo Cycloalkyl groups such as a heptyl group, a cyclooctyl group, and a cyclodecyl group can be mentioned. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group includes decahydronaphthyl group, adamantyl group, 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, 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。 Alicyclic hydrocarbon groups in which hydrogen atoms are substituted with aliphatic hydrocarbon groups include methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, methylnorbornyl group, isobornyl group and the like. are mentioned. In the alicyclic hydrocarbon group in which a hydrogen atom is substituted with an aliphatic hydrocarbon group, the total carbon number 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又は炭素数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 xylyl 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 and 2-methyl-6-ethylphenyl group.
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 or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms groups are preferred.
Aromatic hydrocarbon groups in which a hydrogen atom is substituted with an alkoxy group include a p-methoxyphenyl group and the like.
Aliphatic hydrocarbon groups in which hydrogen atoms are substituted with aromatic hydrocarbon groups include aralkyl groups such as benzyl, phenethyl, phenylpropyl, trityl, naphthylmethyl and naphthylethyl groups.
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。
Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, octyloxy, decyloxy and dodecyloxy groups.
Acyl groups include acetyl, propionyl and butyryl groups.
Halogen atoms include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
The alkylcarbonyloxy group includes a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, an n-propylcarbonyloxy group, an isopropylcarbonyloxy group, an n-butylcarbonyloxy group, a sec-butylcarbonyloxy group, a tert-butylcarbonyloxy group, pentylcarbonyloxy group, hexylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, 2-ethylhexylcarbonyloxy group and the like.
Rb4とRb5とが一緒になって形成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 sulfur atom-containing ring formed by R b4 and R b5 together may be a monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated or unsaturated ring. . This ring includes a ring having 3 to 18 carbon atoms, preferably a ring having 4 to 18 carbon atoms. Further, the ring containing a sulfur atom includes a 3- to 12-membered ring, preferably a 3- to 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 a monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated or unsaturated ring. This ring includes a 3- to 12-membered ring, preferably a 3- to 7-membered ring. Examples include thiolan-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), thian-1-ium ring, 1,4-oxathian-4-ium ring and the like.
The ring formed by R b11 and R b12 together may be a monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated or unsaturated ring. This ring includes a 3- to 12-membered ring, preferably a 3- to 7-membered ring. oxocycloheptane ring, oxocyclohexane ring, oxonorbornane ring, oxoadamantane ring and the like.
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。 Among the cations (b2-1) to (b2-4), the cation (b2-1) is preferred.
カチオン(b2-1)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-1) include the following cations.
カチオン(b2-2)としては、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.
酸発生剤(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。
酸発生剤(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 acid generator (I) can arbitrarily combine the anions and cations described above.
The acid generator (I) includes salts listed in Table 1.
Salt (I-1) in Table 1 represents the following salts.
なかでも、酸発生剤(I)は、塩(I-1)、塩(I-2)、塩(I-3)、塩(I-4)、塩(I-9)、塩(I-10)、塩(I-11)、塩(I-12)、塩(I-17)、塩(I-18)、塩(I-19)、塩(I-20)、塩(I-25)、塩(I-26)、塩(I-27)及び塩(I-28)が好ましい。 Among them, the acid generator (I) is a salt (I-1), a salt (I-2), a salt (I-3), a salt (I-4), a salt (I-9), a salt (I- 10), salt (I-11), salt (I-12), salt (I-17), salt (I-18), salt (I-19), salt (I-20), salt (I-25) ), salt (I-26), salt (I-27) and salt (I-28) are preferred.
<酸発生剤(I)の製造方法>
式(aa2)で表されるアニオン(X1が以下
で表される基を表す)及び有機カチオン(Z+)からなる酸発生剤(I1)は、式(I1―a)で表される塩を、式(I1―b)で表される化合物と、塩基触媒下、溶媒中で反応させることにより製造することができる。
(式中、Xa、Xb、L1、Q1、Q2、W及びZは上記と同じ意味を表す。)
この反応における酸触媒としては、トリエチルアミン等が挙げられる。
この反応における溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
反応温度は、通常、0~80℃、反応時間は通常0.5~12時間が挙げられる。
<Method for producing acid generator (I)>
An anion represented by formula (aa2) (where X 1 is
The acid generator (I1) consisting of an organic cation (Z + ) and an organic cation (Z + ) converts the salt represented by the formula (I1-a) to the compound represented by the formula (I1-b) can be produced by reacting in a solvent under a base catalyst.
(Wherein, X a , X b , L 1 , Q 1 , Q 2 , W and Z have the same meanings as above.)
Examples of acid catalysts for this reaction include triethylamine and the like.
Solvents in this reaction include chloroform, acetonitrile, dimethylformamide and the like.
The reaction temperature is usually 0 to 80° C., and the reaction time is usually 0.5 to 12 hours.
式(I1-a)で表される塩は、式(I1-c)で表される塩と式(I1-d)で表される化合物とを、酸触媒下、溶媒中で反応させることにより製造することができる。
(式中、Xa、Xb、L1、Q1、Q2、W及びZは上記と同じ意味を表す。)
この反応における酸触媒としては、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。
この反応における溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
反応温度は、通常、0~80℃、反応時間は通常0.5~12時間が挙げられる。
式(I1-c)で表される塩は、特開2007-224008号公報、特開2012-224611号公報に記載された方法で合成することができ、以下で表される塩などが挙げられる。
式(I2-d)で表される化合物としては、下記式で表される化合物等が挙げられ、市場より容易に入手することができる。
The salt represented by the formula (I1-a) can be obtained by reacting the salt represented by the formula (I1-c) with the compound represented by the formula (I1-d) in the presence of an acid catalyst in a solvent. can be manufactured.
(Wherein, X a , X b , L 1 , Q 1 , Q 2 , W and Z have the same meanings as above.)
Examples of the acid catalyst for this reaction include p-toluenesulfonic acid and the like.
Solvents in this reaction include chloroform, acetonitrile, dimethylformamide and the like.
The reaction temperature is usually 0 to 80° C., and the reaction time is usually 0.5 to 12 hours.
The salt represented by the formula (I1-c) can be synthesized by the methods described in JP-A-2007-224008 and JP-A-2012-224611, and examples thereof include salts represented by the following. .
Examples of the compound represented by formula (I2-d) include compounds represented by the following formula, etc., which are readily available on the market.
<酸発生剤(B)>
酸発生剤(B)としては、公知の酸発生剤が利用でき、イオン性酸発生剤でも、非イオン性発生剤でもよい。好ましくは、イオン性酸発生剤である。イオン性酸発生剤としては、公知のカチオンと公知のアニオンとの組み合わせからなるイオン性酸発生剤が挙げられる。
<Acid generator (B)>
As the acid generator (B), a known acid generator can be used, and it may be an ionic acid generator or a nonionic acid generator. Preferably, it is an ionic acid generator. Ionic acid generators include ionic acid generators comprising a combination of known cations and known anions.
酸発生剤(B)としては、有機スルホン酸、有機スルホニウム塩等が挙げられ、例えば、特開2013-68914号公報、特開2013-3155号公報、特開2013-11905号公報記載の酸発生剤等が挙げられる。具体的には、式(B1-1)~式(B1-48)でそれぞれ表されるものが挙げられる、中でもアリールスルホニウムカチオンを含む式(B1-1)~式(B1-3)、式(B1-5)~式(B1-7)、式(B1-11)~式(B1-14)、式(B1-20)~式(B1-26)、式(B1-29)、式(B1-31)~式(B1-40)、式(B1-41)~式(B1-48)でそれぞれ表されるものがとりわけ好ましい。 Examples of the acid generator (B) include organic sulfonic acids, organic sulfonium salts, and the like. agents and the like. Specific examples include those represented by formulas (B1-1) to (B1-48), respectively, among which formulas (B1-1) to (B1-3) containing an arylsulfonium cation, formula ( B1-5) ~ formula (B1-7), formula (B1-11) ~ formula (B1-14), formula (B1-20) ~ formula (B1-26), formula (B1-29), formula (B1 -31) to Formula (B1-40), and those represented by Formulas (B1-41) to (B1-48) are particularly preferred.
酸発生剤(B)は、1種を単独で含有してもよく、2種以上を含有してもよい。
酸発生剤(B)は、樹脂(A)100重量部に対して、1~20重量部含有することが好ましく、3~15重量部以上がより好ましい。
レジスト組成物において、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)を酸発生剤として用いる場合、酸発生剤(I)及び酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは1.5~40重量部より好ましくは3~35重量部である。
なお、酸発生剤(I)に該当しない式(aa2)で表されるアニオンを有する塩、上述した塩(I-1)~(I-32)を酸発生剤として用いる場合も、上記と同様の含有量とすることが好ましい。
The acid generator (B) may contain one kind alone, or may contain two or more kinds.
The acid generator (B) is preferably contained in an amount of 1 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the resin (A).
When acid generator (I) and acid generator (B) are used as acid generators in the resist composition, the content of acid generator (I) and acid generator (B) is 100% by weight of resin (A). parts by weight, preferably 1.5 to 40 parts by weight, more preferably 3 to 35 parts by weight.
In addition, when the salt having an anion represented by the formula (aa2) which does not correspond to the acid generator (I) and the above-mentioned salts (I-1) to (I-32) are used as the acid generator, the same applies as above. It is preferable to set the content of
〈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 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。
溶剤(E)としては、γ-ブチロラクトンを含むことが酸発生剤の溶解性の点で好ましい。γ-ブチロラクトンを多量に含むと、レジストパターンのトップが丸くなりやすいので、酸発生剤の溶解性許容できる最少量が望ましい。
すなわち、γ-ブチロラクトンの溶剤全体に占める割合が、0.1%重量%以上5重量%以下であることが好ましく、0.2%重量%以上3重量%以下であることがより好ましく、0.3%重量%以上1.5重量%以下であることがさらに好ましい。
γ-ブチロラクトン以外に、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びケトン系溶剤の中から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びケトン系溶剤を含むことが好ましい。
ケトン系溶剤としては、2-ヘプタノン及びシクロヘキサノンが好ましく、2-ヘプタノンがより好ましい。
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; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone; One type of solvent (E) may be contained alone, or two or more types may be contained.
The solvent (E) preferably contains γ-butyrolactone in terms of solubility of the acid generator. If a large amount of γ-butyrolactone is contained, the top of the resist pattern tends to be rounded.
That is, the proportion of γ-butyrolactone in the total solvent is preferably 0.1% by weight or more and 5% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or more and 3% by weight or less. More preferably, it is 3% by weight or more and 1.5% by weight or less.
In addition to γ-butyrolactone, it is preferable that at least one solvent selected from propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether and ketone solvents is included as a solvent, and propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether and ketone solvents are included. It preferably contains a solvent.
As the ketone solvent, 2-heptanone and cyclohexanone are preferred, and 2-heptanone is more preferred.
〈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 sometimes referred to as "quencher (C)"). The quencher (C) includes a basic nitrogen-containing organic compound or a salt that generates a weaker acid 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 compound>
Basic nitrogen-containing organic compounds include amines and ammonium salts. Amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary, secondary 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, tripentylamine, 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)ethene, 1,3-di(4-pyridyl)propane, 1,2-di(4-pyridyl) oxy)ethane, di(2-pyridyl)ketone, 4,4'-dipyridylsulfide, 4,4'-dipyridyldisulfide, 2,2'-dipyridylamine, 2,2'-dipicolylamine, 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。 Ammonium salts include tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3-(trifluoromethyl)phenyltrimethyl 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。
なお、この酸性度の弱い酸を発生する塩は、本発明のレジスト組成物が複数種類の酸発生剤を含む場合は、全ての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であることが好ましい。
<Salts that generate weakly acidic acids>
The acidity of a salt that generates an acid that is weaker than the acid generated from the acid generator is indicated by the acid dissociation constant (pKa). The salt that generates an acid weaker in acidity than the acid generated from the acid generator is a salt with a pKa of -3<pKa, preferably -1<pKa<7. and more preferably a salt with 0<pKa<5. Salts that generate an acid weaker than the acid generated from the acid generator include salts represented by the following formula, weak acid inner salts represented by formula (D) described in JP-A-2015-147926, and particularly Examples include salts described in JP-A-2012-229206, JP-A-2012-6908, JP-A-2012-72109, JP-A-2011-39502 and JP-A-2011-191745.
When the resist composition of the present invention contains a plurality of types of acid generators, the salt that generates a weakly acidic acid generates an acid that is weaker than the acids generated from all of the acid generators. It is preferably a salt that
[式(D)中、
RD1及びRD2は、それぞれ独立に、炭素数1~12の1価の炭化水素基、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。]
[In the formula (D),
R D1 and R D2 are each independently a monovalent 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, and an acyloxy group having 2 to 7 carbon atoms. , represents an alkoxycarbonyl group having 2 to 7 carbon atoms, a nitro group or a halogen atom.
m' and n' each independently represent an integer of 0 to 4, and when m' is 2 or more, the plurality of R D1 may be the same or different, and n' is 2 or more , the plurality of R D2 may be the same or different. ]
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。
Examples of hydrocarbon groups for R D1 and R D2 include aliphatic hydrocarbon groups, alicyclic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, groups formed by combining these groups, and the like.
The aliphatic hydrocarbon group includes 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 monocyclic or polycyclic, and may be saturated or unsaturated. cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclononyl group and cyclododecyl group; norbornyl group; adamantyl group;
Aromatic hydrocarbon groups 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, tolyl group, xylyl group, cumenyl group , a mesityl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, a 2,6-diethylphenyl group, and an aryl group such as 2-methyl-6-ethylphenyl.
Groups formed by combining these include alkyl-cycloalkyl groups, cycloalkyl-alkyl groups, aralkyl groups (e.g., 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.).
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。
The alkoxy group includes a methoxy group, an ethoxy group, and the like.
The acyl group includes acetyl group, propanoyl group, benzoyl group, cyclohexanecarbonyl group and the like.
Examples of the acyloxy group include groups in which an oxy group (--O--) is bonded to the above acyl group.
Examples of the alkoxycarbonyl group include groups in which a carbonyl group (--CO--) is bonded to the above alkoxy group.
A fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom etc. are mentioned as a halogen atom.
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。
R D1 and R D2 each independently represent 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 an acyl group having 2 to 4 carbon atoms. Acyloxy groups having 2 to 4 carbon atoms, alkoxycarbonyl groups having 2 to 4 carbon atoms, nitro groups or halogen atoms are preferred.
Each of m' and n' is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0. When m' is 2 or more, multiple R D1 may be the same or different, and when n' is 2 or more, multiple R D2 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) in the solid content of the resist composition 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.
〈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>
If necessary, the resist composition of the present invention may contain components other than the components described above (hereinafter sometimes referred to as "other components (F)"). Other components (F) are not particularly limited, and additives known in the field of resists, such as sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers, dyes, etc., 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、本発明の樹脂(A)及び酸発生剤(I)、並びに、必要に応じて、樹脂(X)、酸発生剤(B)、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 resin (A) and acid generator (I) of the present invention, and, if necessary, resin (X), acid generator (B), quencher (C), solvent ( It can be prepared by mixing E) and other components (F). The mixing order is arbitrary and not particularly limited. The temperature during mixing can be appropriately 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). An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is also not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
After mixing each component, it is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.
〈レジストパターンの製造方法〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後のレジスト組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を、酢酸ブチルを含む現像液により現像する工程を含む。
<Method for producing resist pattern>
The method for producing a resist pattern of the present invention comprises:
(1) a step of applying a resist composition onto a substrate;
(2) a step of drying the coated resist composition to form a composition layer;
(3) exposing the composition layer;
(4) a step of heating the exposed composition layer; and (5) a step of developing the heated composition layer with a developer containing butyl acetate.
工程(1)において、基板は特に限定されるものではなく、半導体の製造に通常用いられる基板、例えば、シリコン、SiN、SiO2やSiN等の無機基板、SOG等の塗布系無機基板等を挙げることができる。これらの基板は、洗浄されたものでもよく、また、無機基板上に反射防止膜等が形成されたものでもよい。反射防止膜は、例えば、市販の有機反射防止膜用組成物から形成できる。
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。
In step (1), the substrate is not particularly limited, and substrates commonly used in the manufacture of semiconductors, for example, inorganic substrates such as silicon, SiN, SiO 2 and SiN, coated inorganic substrates such as SOG, etc., can be mentioned. be able to. These substrates may be washed or may be inorganic substrates on which an antireflection film or the like is formed. The antireflection coating can be formed, for example, from a commercially available organic antireflection coating composition.
The coating of the resist composition on the substrate can be carried out using a commonly used device such as a spin coater.
工程(2)では、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)、又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、基板上に塗布されたレジスト組成物を乾燥させることにより溶剤を除去して、組成物層が形成される。好ましくは、加熱手段による乾燥である。加熱手段や減圧手段の条件は、レジスト組成物に含まれる溶剤(D)の種類等に応じて選択できる。
加熱手段の場合、乾燥温度は、50~200℃が好ましく、60~150℃がより好ましい。また、乾燥時間は、10~180秒間が好ましく、30~120秒間がより好ましい。
減圧手段の場合、減圧乾燥機の中に、基板上に塗布されたレジスト組成物を封入した後、内部圧力を1~1.0×105Paにして乾燥を行う。
このようにして形成された組成物層の膜厚は、例えば、20~1000nmであり、好ましくは、50~400nmである。前記塗布装置の条件を種々調節することで、該膜厚は調整可能である。
In the step (2), for example, a heating means (so-called pre-baking) using a heating device such as a hot plate, or a decompression means using a decompression device, or a combination of these means, the resist composition coated on the substrate. Drying the material removes the solvent to form a composition layer. Drying by heating means is preferred. The conditions of the heating means and pressure reducing means can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition.
In the case of heating means, the drying temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 60 to 150°C. Also, the drying time is preferably 10 to 180 seconds, more preferably 30 to 120 seconds.
In the case of decompression means, the resist composition coated on the substrate is placed in a decompression dryer and then dried at an internal pressure of 1 to 1.0×10 5 Pa.
The film thickness of the composition layer thus formed is, for example, 20 to 1000 nm, preferably 50 to 400 nm. The film thickness can be adjusted by variously adjusting the conditions of the coating apparatus.
工程(3)では、好ましくは、露光機を用いて組成物層に露光する。露光機は、液浸露光機であってもよい。この際、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線や、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。露光光源として電子線を用いる場合には、マスクを用いることなく、組成物層に直接照射して描画してもよい。本発明の製造方法に用いる露光光源としては、ArFエキシマレーザが好ましい。 In step (3), the composition layer is preferably exposed using an exposure machine. The exposure machine may be an immersion exposure machine. At this time, exposure is performed through a mask corresponding to the desired pattern. As the exposure light source, a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), an F2 excimer laser ( wavelength: 157 nm) that emits a laser beam in the ultraviolet region, a solid-state laser source (YAG or semiconductor laser etc.) and emits harmonic laser light in the far ultraviolet region or vacuum ultraviolet region by wavelength conversion, electron beam, and extreme ultraviolet light (EUV). can be done. When an electron beam is used as the exposure light source, the composition layer may be directly irradiated and drawn without using a mask. An ArF excimer laser is preferable as the exposure light source used in the manufacturing method of the present invention.
露光は、組成物層に液浸媒体を載せた状態で行う方法、いわゆる液浸露光で行うことが好ましい。液浸露光を行う場合、露光前及び/又は露光後の組成物層の表面を水系の薬液で洗浄する工程を行ってもよい。
液浸露光に用いる液浸媒体は、ArFエキシマレーザの露光波長に対して透明であり、かつ組成物層上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましく、入手の容易さ、取り扱いのし易さから、水、特に超純水が好ましい。液浸媒体として水を用いる場合、水の表面張力を減少させるとともに、界面活性力を増大させる添加剤を水にわずかな割合で添加してもよい。この添加剤は組成物層を溶解させず、且つレンズ素子の下面の光学コートに対する影響が無視できるものが好ましい。
露光量は、用いるレジスト組成物、製造するレジストパターンの種類及び露光光源の種類に応じて適宜設定でき、好ましくは5~50mJ/cm2である。
工程(3)は、複数回繰り返して行ってもよい。複数回の露光を行う場合の露光光源及び露光方法は、互いに同じでも異なってもよい。
The exposure is preferably carried out by a method in which an immersion medium is placed on the composition layer, that is, so-called immersion exposure. When performing immersion exposure, a step of washing the surface of the composition layer before and/or after exposure with a water-based chemical solution may be performed.
The immersion medium used for immersion lithography is transparent to the exposure wavelength of the ArF excimer laser and has a temperature coefficient of refractive index that minimizes distortion of the optical image projected onto the composition layer. A liquid as small as possible is preferable, and water, particularly ultrapure water, is preferable because of its availability and ease of handling. When water is used as the immersion medium, an additive that reduces the surface tension of water and increases the surface activity may be added to the water in a small proportion. Preferably, the additive does not dissolve the composition layer and has negligible effect on the optical coating on the bottom surface of the lens element.
The exposure dose can be appropriately set according to the resist composition used, the type of resist pattern to be produced and the type of exposure light source, and is preferably 5 to 50 mJ/cm 2 .
Step (3) may be repeated multiple times. The exposure light source and the exposure method for multiple exposures may be the same or different.
工程(4)における加熱(いわゆるポストエキスポジャーベーク)は、ホットプレート等の加熱装置を用いて行われる。加熱温度は、好ましくは50~200℃、より好ましくは70~150℃である。また、加熱時間は、好ましくは10~180秒間、より好ましくは30~120秒間である。 The heating (so-called post-exposure bake) in step (4) is performed using a heating device such as a hot plate. The heating temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 70 to 150°C. Also, the heating time is preferably 10 to 180 seconds, more preferably 30 to 120 seconds.
工程(5)は、好ましくは、現像装置を用いて、現像液により現像する。 Step (5) is preferably developed with a developer using a developing device.
工程(5)で用いる現像液は、酢酸ブチルを含むものである。
前記現像液には酢酸ブチル以外の溶剤を含有していてもよい。このような溶剤としては、例えば、2-ヘプタノン、2-ヘキサ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アルコール溶剤;N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;グリコールエーテル等のエーテル溶剤等の極性溶剤や、アニソール等の炭化水素溶剤等を含有していてもよい。僅かであれば水を含有していてもよい。
酢酸ブチルの含有率は、現像液の総量に対して、50質量%以上が好ましく、実質的に酢酸ブチルのみであることがより好ましい。これらの現像液は、溶剤として市販されているものをそのままを用いてもよい。
The developer used in step (5) contains butyl acetate.
The developer may contain a solvent other than butyl acetate. Examples of such solvents include ketone solvents such as 2-heptanone and 2-hexanone; ester solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; alcohol solvents such as propylene glycol monomethyl ether; and amide solvents such as N,N-dimethylacetamide. ; it may contain a polar solvent such as an ether solvent such as glycol ether, or a hydrocarbon solvent such as anisole. It may contain a small amount of water.
The content of butyl acetate is preferably 50% by mass or more with respect to the total amount of the developer, and more preferably substantially only butyl acetate. As these developers, commercially available solvents may be used as they are.
前記現像液は、必要に応じて界面活性剤を含有していてもよい。 当該界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性界面活性剤でも非イオン性界面活性剤でもよく、フッ素系界面活性剤でもシリコン系界面活性剤等を用いてもよい。 The developer may contain a surfactant, if necessary. The surfactant is not particularly limited, but may be, for example, an ionic surfactant or a nonionic surfactant, a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, or the like.
現像方法としては、現像液が満たされた槽中に、工程(4)を行った組成物層を、基板ごと一定時間浸漬する方法(ディップ法)、工程(4)後の組成物層に、現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、工程(4)後の組成物層表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、工程(4)後の組成物層が形成された基板を一定速度で回転させ、ここに一定速度で塗出ノズルをスキャンしながら、現像液を塗出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。
中でも、現像方法は、パドル法又はダイナミックディスペンス法が好ましく、ダイナミックディスペンス法がより好ましい。
現像温度は、5~60℃が好ましく、10~40℃がより好ましい。また、現像時間は、5~300秒間が好ましく、5~90秒間がより好ましい。ダイナミックディスペンス法で現像を行う場合、現像時間は5~30秒が特に好ましく、パドル法で現像を行う場合、現像時間は20~60秒が特に好ましい。
As the development method, the composition layer subjected to the step (4) is immersed together with the substrate for a certain period of time in a tank filled with a developer (dip method). A method of developing by raising the developer by surface tension and standing still for a certain period of time (puddle method), a method of spraying the developer onto the surface of the composition layer after step (4) (spray method), and after step (4). A method (dynamic dispensing method), in which the substrate on which the composition layer is formed is rotated at a constant speed and the developer is continuously applied while scanning the application nozzle at a constant speed, can be used.
Among them, the development method is preferably a paddle method or a dynamic dispense method, more preferably a dynamic dispense method.
The developing temperature is preferably 5 to 60°C, more preferably 10 to 40°C. The development time is preferably 5 to 300 seconds, more preferably 5 to 90 seconds. When the development is performed by the dynamic dispensing method, the development time is particularly preferably 5 to 30 seconds, and when the development is performed by the puddle method, the development time is particularly preferably 20 to 60 seconds.
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 resist pattern after development with a rinsing liquid. The rinse 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, preferably an alcohol solvent or an ester solvent.
After cleaning, it is preferable to remove the rinse liquid remaining on the substrate and pattern.
〈用途〉
本発明のレジストパターンの製造方法は、KrFエキシマレーザ露光、ArFエキシマレーザ露光、電子線(EB)露光又はEUV露光によるレジストパターンの製造方法、また、液浸露光によるレジストパターンの製造方法、特に液浸ArFエキシマレーザ露光用のレジストパターンの製造方法として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
<Application>
The method for producing a resist pattern of the present invention includes a method for producing a resist pattern by KrF excimer laser exposure, ArF excimer laser exposure, electron beam (EB) exposure or EUV exposure, and a method for producing a resist pattern by liquid immersion exposure. It is suitable as a method for producing a resist pattern for immersion ArF excimer laser exposure, and is useful for microfabrication of semiconductors.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記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により下記の条件で求めた値である。
装置:HLC-8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
In the examples and comparative examples, "%" and "parts" representing contents and usage amounts are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value obtained by gel permeation chromatography under the following conditions.
Apparatus: HLC-8120GPC type (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL/min
Detector: RI detector Column temperature: 40°C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
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 Model 1100, MASS: Agilent Model LC/MSD). In the examples below, the value of this molecular 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)で表される塩を、特開2007-224008号公報に記載された方法で合成した。
式(I-1-a)で表される塩7.00部、式(I-1-b)で表される化合物6.50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。その後、p-トルエンスルホン酸0.07部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪拌した後、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、式(I-1-c)で表される塩4.38部を得た。
式(I-1-c)で表される塩2.50部、クロロホルム25部及びジメチルホルムアミド2.5部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、5℃まで冷却した。得られた混合溶液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリエチルアミン0.40部を添加した後、23℃まで昇温し、23℃で2時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分間攪拌し、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3.58部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M- 487.1
Example 1: Synthesis of salt represented by formula (I-1)
A salt represented by formula (I-1-a) was synthesized by the method described in JP-A-2007-224008.
7.00 parts of the salt represented by the formula (I-1-a), 6.50 parts of the compound represented by the formula (I-1-b), 35 parts of chloroform, 14 parts of acetonitrile and 14 parts of dimethylformamide were charged. at 23° C. for 30 minutes. After that, 0.07 part of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours. The obtained reactant was cooled to 23° C., 155 parts of chloroform was added, and the mixture was filtered after stirring. 40 parts of a 5% sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added to the collected filtrate, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. After that, it was allowed to stand and liquid-separated. 45 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes to separate the layers, thereby recovering the organic layer. This washing operation was performed three times. After adding 95 parts of ethyl acetate to the obtained organic layer and stirring, the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 4.38 parts of the salt represented by the formula (I-1-c).
2.50 parts of the salt represented by the formula (I-1-c), 25 parts of chloroform and 2.5 parts of dimethylformamide were charged, stirred at 23°C for 30 minutes, and then cooled to 5°C. To the resulting mixed solution, 0.42 parts of the compound represented by formula (I-1-d) was added over 15 minutes, and 0.40 parts of triethylamine was further added, followed by raising the temperature to 23°C. , and stirred at 23° C. for 2 hours. 15 parts of ion-exchanged water was added to the resulting reactant, stirred, allowed to stand, and separated. This washing operation was performed twice. Concentrate the obtained organic layer, add 1.08 parts of acetonitrile and 32.18 parts of tert-butyl methyl ether to the obtained residue, stir at 23 ° C. for 30 minutes, remove the supernatant, and concentrate. to obtain 3.58 parts of the salt represented by the formula (I-1).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 487.1
実施例2:式(I-17)で表される塩の合成
式(I-17-a)で表される塩を、特開2012-224611号公報に記載された方法で合成した。
式(I-17-a)で表される塩6.69部、式(I-1-b)で表される化合物6.50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を混合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.07部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、式(I-17-c)で表される塩3.69部を得た。
式(I-17-c)で表される塩2.41部、クロロホルム25部及びジメチルホルムアミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリエチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-17)で表される塩2.68部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 237.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M- 487.1
Example 2: Synthesis of salt represented by formula (I-17)
A salt represented by formula (I-17-a) was synthesized by the method described in JP-A-2012-224611.
Mix 6.69 parts of the salt represented by the formula (I-17-a), 6.50 parts of the compound represented by the formula (I-1-b), 35 parts of chloroform, 14 parts of acetonitrile and 14 parts of dimethylformamide and stirred at 23° C. for 30 minutes. 0.07 part of p-toluenesulfonic acid was added to the resulting mixture, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours. The obtained reactant was cooled to 23° C., 155 parts of chloroform was added, and the mixture was filtered after stirring. 40 parts of a 5% sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added to the collected filtrate, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. After that, it was allowed to stand and liquid-separated. 45 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes to separate the layers, thereby recovering the organic layer. This washing operation was performed three times. 95 parts of ethyl acetate was added to the obtained organic layer and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 3.69 parts of the salt represented by the formula (I-17-c).
2.41 parts of the salt represented by the formula (I-17-c), 25 parts of chloroform and 2.5 parts of dimethylformamide were mixed, stirred at 23°C for 30 minutes, and cooled to 5°C. To the obtained mixed solution, 0.42 part of the compound represented by formula (I-1-d) was added over 15 minutes, and 0.40 part of triethylamine was further added. The resulting mixture was warmed to 23° C. and stirred at 23° C. for 2 hours. 15 parts of ion-exchanged water was added to the resulting reactant, stirred, allowed to stand, and separated. This washing operation was performed twice. The obtained organic layer was concentrated, 1.08 parts of acetonitrile and 32.18 parts of tert-butyl methyl ether were added to the obtained residue, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. By removing the supernatant and concentrating, 2.68 parts of the salt represented by the formula (I-17) was obtained.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 237.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 487.1
実施例3:式(I-2)で表される塩の合成
式(I-2-a)で表される塩を、特開2009-46479号公報に記載された方法で合成した。
式(I-2-a)で表される塩7.17部、式(I-1-b)で表される化合物6.50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を混合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.07部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル50部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、式(I-2-c)で表される塩4.22部を得た。
式(I-2-c)で表される塩2.55部、クロロホルム25部及びジメチルホルムアミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリエチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-2)で表される塩3.12部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M- 501.1
Example 3: Synthesis of salt represented by formula (I-2)
A salt represented by formula (I-2-a) was synthesized by the method described in JP-A-2009-46479.
7.17 parts of the salt represented by the formula (I-2-a), 6.50 parts of the compound represented by the formula (I-1-b), 35 parts of chloroform, 14 parts of acetonitrile and 14 parts of dimethylformamide are mixed. and stirred at 23° C. for 30 minutes. 0.07 part of p-toluenesulfonic acid was added to the resulting mixture, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours. The obtained reactant was cooled to 23° C., 155 parts of chloroform was added, and the mixture was filtered after stirring. 40 parts of a 5% sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added to the collected filtrate, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. After that, it was allowed to stand and liquid-separated. 45 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes to separate the layers, thereby recovering the organic layer. This washing operation was performed three times. 50 parts of ethyl acetate was added to the obtained organic layer and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 4.22 parts of the salt represented by the formula (I-2-c).
2.55 parts of the salt represented by the formula (I-2-c), 25 parts of chloroform and 2.5 parts of dimethylformamide were mixed, stirred at 23°C for 30 minutes, and cooled to 5°C. To the obtained mixed solution, 0.42 part of the compound represented by formula (I-1-d) was added over 15 minutes, and 0.40 part of triethylamine was further added. The resulting mixture was warmed to 23° C. and stirred at 23° C. for 2 hours. 15 parts of ion-exchanged water was added to the resulting reactant, stirred, allowed to stand, and separated. This washing operation was performed twice. The obtained organic layer was concentrated, 1.08 parts of acetonitrile and 32.18 parts of tert-butyl methyl ether were added to the obtained residue, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. By removing the supernatant and concentrating, 3.12 parts of the salt represented by the formula (I-2) was obtained.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 501.1
実施例4:式(I-18)で表される塩の合成
式(I-18-a)で表される塩を、特開2016-113450号公報に記載された方法で合成した。
式(I-18-a)で表される塩6.86部、式(I-1-b)で表される化合物6.50部、クロロホルム35部、アセトニトリル14部及びジメチルホルムアミド14部を混合し、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、p-トルエンスルホン酸0.07部を添加し、3時間還流攪拌した。得られた反応物を23℃まで冷却し、クロロホルム155部を添加撹拌後、ろ過した。回収されたろ液に、5%炭酸水素ナトリウム水溶液40部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液した。回収された有機層に、イオン交換水45部を仕込み23℃で30分間攪拌し、分液することにより有機層を回収した。この水洗の操作を3回行った。得られた有機層に酢酸エチル95部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をアセトニトリルに溶解し、濃縮することにより、式(I-18-c)で表される塩3.55部を得た。
式(I-18-c)で表される塩2.46部、クロロホルム25部及びジメチルホルムアミド2.5部を混合し、23℃で30分間攪拌し、5℃まで冷却した。得られた混合溶液に、式(I-1-d)で表される化合物0.42部を15分かけて添加し、さらに、トリエチルアミン0.40部を添加した。得られた混合物を23℃まで昇温し、23℃で2時間攪拌した。得られた反応物に、イオン交換水15部を添加撹拌し、静置し、分液した。この水洗の操作を2回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた残渣に、アセトニトリル1.08部及びtert-ブチルメチルエーテル32.18部を加えて23℃で30分間攪拌した。上澄み液を除去し、濃縮することにより、式(I-18)で表される塩2.28部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 237.1
MASS(ESI(-)Spectrum):M- 501.1
Example 4: Synthesis of salt represented by formula (I-18)
A salt represented by formula (I-18-a) was synthesized by the method described in JP-A-2016-113450.
6.86 parts of the salt represented by the formula (I-18-a), 6.50 parts of the compound represented by the formula (I-1-b), 35 parts of chloroform, 14 parts of acetonitrile and 14 parts of dimethylformamide are mixed. and stirred at 23° C. for 30 minutes. 0.07 part of p-toluenesulfonic acid was added to the resulting mixture, and the mixture was stirred under reflux for 3 hours. The obtained reactant was cooled to 23° C., 155 parts of chloroform was added, and the mixture was filtered after stirring. 40 parts of a 5% sodium hydrogen carbonate aqueous solution was added to the collected filtrate, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. After that, it was allowed to stand and liquid-separated. 45 parts of ion-exchanged water was added to the recovered organic layer, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes to separate the layers, thereby recovering the organic layer. This washing operation was performed three times. 95 parts of ethyl acetate was added to the obtained organic layer and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in acetonitrile and concentrated to obtain 3.55 parts of the salt represented by the formula (I-18-c).
2.46 parts of the salt represented by the formula (I-18-c), 25 parts of chloroform and 2.5 parts of dimethylformamide were mixed, stirred at 23°C for 30 minutes, and cooled to 5°C. To the obtained mixed solution, 0.42 part of the compound represented by formula (I-1-d) was added over 15 minutes, and 0.40 part of triethylamine was further added. The resulting mixture was warmed to 23° C. and stirred at 23° C. for 2 hours. 15 parts of ion-exchanged water was added to the resulting reactant, stirred, allowed to stand, and separated. This washing operation was performed twice. The obtained organic layer was concentrated, 1.08 parts of acetonitrile and 32.18 parts of tert-butyl methyl ether were added to the obtained residue, and the mixture was stirred at 23° C. for 30 minutes. By removing the supernatant and concentrating, 2.28 parts of the salt represented by the formula (I-18) was obtained.
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 237.1
MASS (ESI (-) Spectrum): M - 501.1
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) Compounds (monomers) used for synthesis of resin (A) are shown below. Hereinafter, these compounds are referred to as "monomer (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(a1-2-9)、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(a1-2-9):モノマー(a2-1-1):モノマー(a3-4-2)〕が45:14:2.5:38.5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.8×103の樹脂A1を収率66%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 monomers, monomer (a1-1-3), monomer (a1-2-9), monomer (a2-1-1) and monomer (a3-4-2) are used, and the molar ratio [monomer (a1-1 -3): Monomer (a1-2-9): Monomer (a2-1-1): Monomer (a3-4-2)] is mixed so that the ratio is 45:14:2.5:38.5, Propylene glycol monomethyl ether acetate was added in an amount 1.5 times the mass of the total amount of monomers to form a solution. To this solution, 1 mol % and 3 mol % of azobisisobutyronitrile and azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators to the total amount of monomers, respectively, and these were heated at 75° C. for about 5 hours. did. The resulting reaction mixture was poured into a large amount of methanol/water mixed solvent to precipitate the resin, which was filtered. The resulting resin is again dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate, the resulting solution is poured into a methanol/water mixed solvent to precipitate the resin, and the resin is filtered. Resin A1 with a molecular weight of 7.8×10 3 was obtained with a yield of 66%. This resin A1 has the following structural units.
合成例2〔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 2 [Synthesis of Resin X1]
Monomer (a5-1-1) and monomer (a4-0-12) are used as monomers, and the molar ratio [monomer (a5-1-1):monomer (a4-0-12)] is 50:50. and methyl isobutyl ketone was added in an amount of 1.2 times the mass of the total amount of monomers to form a solution. To this solution, 3 mol % of azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) was added as an initiator with respect to the total amount of monomers, and the mixture was heated at 70° C. for about 5 hours. The resulting reaction mixture is poured into a large amount of methanol/water mixed solvent to precipitate the resin, and the resin is filtered to obtain resin X1 (copolymer) having a weight average molecular weight of 1.0×10 4 with a yield of 91%. I got it with 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。
調製したレジスト組成物を2つに分け、一方は、40℃と-5℃との温度変化を1日づつ変えて2週間保存した。
(Preparation of resist composition)
Each of the components shown below was mixed in parts by weight shown in Table 2, dissolved in a solvent, and then filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.
The prepared resist composition was divided into two, one of which was stored for 2 weeks while changing the temperature between 40° C. and −5° C. by one day.
<樹脂>
A1、X1:樹脂A1、樹脂X1
<酸発生剤(I)>
I-1:式(I-1)で表される塩
I-2:式(I-2)で表される塩
I-17:式(I-17)で表される塩
I-18:式(I-18)で表される塩
<酸発生剤>
B1-2:式(B1-2)で表される塩(特開2006-257078号公報の実施例に従って合成)
B1-6:式(B1-6)で表される塩(特開2007-224008号公報の実施例に従って合成)
B1-25:式(B1-25)で表される塩(特開2013-41257号公報の実施例に従って合成)
B1-31:式(B1-31)で表される塩(特開2012-97074号公報の実施例に従って合成)
各酸発生剤から発生する酸のハンセン溶解度パラメータにおける、分散項、極性項および水素結合項、モル体積を表3に示す。分散項、極性項及び水素結合項は、HSPiPバージョン4.1を用いて、推算値を用いることにより求めた。モル体積は、Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol.により算出した。Rは、これらの値から、式(1)に基づいて算出した。分散項、極性項および水素結合項の単位は[(MPa)1/2]、モル体積の単位は、[cm3/mol]である。
<Resin>
A1, X1: Resin A1, Resin X1
<Acid Generator (I)>
I-1: salt represented by formula (I-1) I-2: salt represented by formula (I-2) I-17: salt represented by formula (I-17) I-18: formula Salt represented by (I-18) <acid generator>
B1-2: a salt represented by the formula (B1-2) (synthesized according to the examples of JP-A-2006-257078)
B1-6: a salt represented by the formula (B1-6) (synthesized according to the examples of JP-A-2007-224008)
B1-25: a salt represented by the formula (B1-25) (synthesized according to the examples of JP-A-2013-41257)
B1-31: a salt represented by the formula (B1-31) (synthesized according to the examples of JP-A-2012-97074)
Table 3 shows the dispersion term, the polarity term, the hydrogen bond term, and the molar volume in the Hansen solubility parameter of the acid generated from each acid generator. Dispersion terms, polar terms and hydrogen bonding terms were obtained by using estimated values using HSPiP version 4.1. The molar volume is determined according to Chem Draw Ultra Ver11.0 Clinical Vol. Calculated by R was calculated based on the formula (1) from these values. The unit of dispersion term, polar term and hydrogen bonding term is [(MPa) 1/2 ], and the unit of molar volume is [cm 3 /mol].
<化合物(D)>
D1:(東京化成工業(株)製)
<溶剤-1>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 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
<溶剤-2>
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 2部
<溶剤-3>
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 1部
<溶剤-4>
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 9部
<Compound (D)>
D1: (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
<Solvent-1>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts Propylene glycol monomethyl ether 20 parts 2-heptanone 20 parts γ-butyrolactone 3.5 parts <Solvent-2>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts Propylene glycol monomethyl ether 20 parts 2-heptanone 20 parts γ-butyrolactone 2 parts <Solvent-3>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts Propylene glycol monomethyl ether 20 parts 2-heptanone 20 parts γ-butyrolactone 1 part <Solvent-4>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265 parts Propylene glycol monomethyl ether 20 parts 2-heptanone 20 parts γ-butyrolactone 9 parts
<レジストパターンの製造及びその評価>
12インチのシリコンウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC-29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の組成物層の膜厚が100nmとなるようにスピンコートした。塗布後、この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秒間プリベークして、シリコンウェハ上に組成物層を形成した。
シリコンウェハ上に形成された組成物層に、液浸露光用ArFエキシマレーザステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、Annular σout=0.85 σin=0.65 XY-pol.照明]で、トレンチパターン(ピッチ120nm/トレンチ幅40nm)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。
<Production of resist pattern and its evaluation>
An organic antireflection film composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205° C. for 60 seconds to form an organic film having a thickness of 78 nm. An antireflection film was formed. Next, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness of the composition layer after drying (pre-baking) was 100 nm. After coating, the silicon wafer was pre-baked on a direct hot plate at the temperature indicated in the "PB" column of Table 2 for 60 seconds to form a composition layer on the silicon wafer.
An ArF excimer laser stepper for immersion exposure [XT: 1900Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, Annular σ out = 0.85 σ in = 0.65 XY- pol. Illumination], using a mask for forming a trench pattern (pitch: 120 nm/trench width: 40 nm), exposure was performed by changing the exposure dose stepwise. Ultrapure water was used as the liquid immersion medium.
After the exposure, post-exposure baking was performed for 60 seconds on a hot plate at the temperature indicated in the "PEB" column of Table 2. Next, the composition layer on the silicon wafer is developed using butyl acetate (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a developer by a dynamic dispensing method at 23° C. for 20 seconds to form a negative resist pattern. manufactured.
得られたレジストパターンにおいて、トレンチパターンの幅が40nmとなる露光量を実効感度とした。 In the resulting resist pattern, the effective sensitivity was defined as the exposure dose at which the width of the trench pattern was 40 nm.
<フォーカスマージン評価(DOF)>
実効感度において、フォーカスを段階的に変化させて露光する以外は上記と同様の操作を行ってネガ型レジストパターンを製造した。得られたレジストパターンにおいて、トレンチパターンの幅が40nm±5%(38~42nm)となるフォーカス範囲をDOF(nm)とした。結果を表4に示す。
また、各々の組成物について、2週間保存した後のレジスト組成物を用いて上記と同様にトレンチパターンを製造し、DOFを測定し、経時のDOFとした。
それらの結果を表4に示す。
<Focus Margin Evaluation (DOF)>
A negative resist pattern was produced in the same manner as described above, except that exposure was performed while changing the focus stepwise in terms of effective sensitivity. In the obtained resist pattern, the DOF (nm) was defined as the focus range where the width of the trench pattern was 40 nm±5% (38 to 42 nm). Table 4 shows the results.
Moreover, for each composition, a trench pattern was produced in the same manner as described above using the resist composition after storage for 2 weeks, and the DOF was measured to obtain the DOF over time.
Those results are shown in Table 4.
本発明のレジスト組成物から得られるレジストパターンのフォーカスマージン(DOF)は良好であり、かつレジスト組成物の経時においても性能変化が見られないため、半導体の微細加工に好適であり、産業上極めて有用である。 The focus margin (DOF) of the resist pattern obtained from the resist composition of the present invention is good, and the performance change is not observed even with the passage of time of the resist composition, so it is suitable for fine processing of semiconductors, and is extremely industrially. Useful.
Claims (16)
前記酸発生剤は、式(aa2)で表されるアニオンを有し、かつハンセン溶解度パラメータにおいて、水素結合項(δh)が12(MPa)1/2以上15(MPa)1/2以下である酸を発生させる塩であり、かつ、
下記式(1)で表される、γ-ブチロラクトンに対するハンセン溶解度パラメータに基づく溶解指標(R)が、7.50以下である酸を発生させる塩であるレジスト組成物。
[式(aa2)中、
式(aa)で表される基、
に対応する部分は、以下のいずれかで表される基を表す。
環Wは、以下の式(a1-1)、式(a1-2)及び式(a1-6)のいずれかで表される環を表す。
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く、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で置換されていてもよい。
Q1及びQ2は、互いに独立に、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。]
R=(4(δd-18.0)2+(δp-16.6)2+(δh-7.4)2)1/2
(1)
(式(1)中、
δdは、ハンセン溶解度パラメータにおける分散項を示し、
δpは、ハンセン溶解度パラメータにおける極性項を示し、
δhは、ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項を示す。) A resist composition containing a resin containing a structural unit having an acid-labile group, an acid generator and a solvent,
The acid generator has an anion represented by the formula (aa2) and has a hydrogen bond term (δh) of 12 (MPa) 1/2 or more and 15 (MPa) 1/2 or less in the Hansen solubility parameters. is a salt that generates an acid, and
A resist composition represented by the following formula (1), which is a salt generating an acid having a solubility index (R) of 7.50 or less based on the Hansen solubility parameter for γ-butyrolactone.
[in formula (aa2),
a group represented by the formula (aa),
The portion corresponding to represents a group represented by any one of the following .
Ring W represents a ring represented by any one of the following formulas (a1-1), (a1-2) and (a1-6) .
L b1 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, the methylene group contained in the saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group, The contained hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms or hydroxy groups.
Q 1 and Q 2 independently represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. ]
R=(4(δd-18.0) 2 +(δp-16.6) 2 +(δh-7.4) 2 ) 1/2
(1)
(In formula (1),
δd represents the dispersion term in the Hansen solubility parameter,
δp denotes the polar term in the Hansen solubility parameters,
δh denotes the hydrogen bonding term in the Hansen solubility parameters. )
[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。] (1) The structural unit having an acid labile group is at least one selected from the group consisting of structural units represented by formula (a1-0), formula (a1-1) and formula (a1-2). or the resist composition according to 2.
[In formula (a1-0), formula (a1-1) and formula (a1-2),
L a01 , L a1 and L a2 each independently represent —O— or * —O—(CH 2 ) k1 —CO—O—, k1 represents an integer of 1 to 7, * is 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 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or a combination thereof.
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 these.
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(a3-4)中、
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。
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。
*は-CO-との結合手を表す。
La8及びLa9は、互いに独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
Ra25は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
w1は、0~8のいずれかの整数を表す。w1が2以上のとき、複数のRa25は互いに同一であってもよく、異なってもよい。] 5. The resist composition according to claim 4, wherein the structural unit having a lactone ring and no acid labile group is a structural unit represented by formula (a3-4).
[In formula (a3-4),
R a24 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L a7 is -O-, * -OL a8 -O-, * -OL a8 -CO-O-, * -OL a8 -CO-O-L a9 -CO-O- or * -O-L a8 -O-CO-L a9 -O-.
* represents a bond with -CO-.
L a8 and L a9 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms.
R a25 represents a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
w1 represents any integer from 0 to 8; When w1 is 2 or more, a plurality of R a25 may be the same or different. ]
(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 1 to 15 onto a substrate;
(2) a step of drying the applied composition to form a composition layer;
(3) exposing the composition layer;
(4) a step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.
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