JP7259097B2 - レジスト組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、レジスト組成物に関する。
特許文献1には、下記式で表される化合物と、下記式で表される構造単位を含む樹脂と
を含有するレジスト組成物が記載されている。
Figure 0007259097000001
特開平6-95387号公報
上記レジスト組成物では、得られるレジストパターンの解像度が必ずしも満足できない
場合があった。
本発明は、以下の発明を含む。
[1]式(IA)又は式(IB)で表される化合物、式(IIa)で表される部分構造
を有する化合物及び酸発生剤を含有するレジスト組成物。
Figure 0007259097000002
[式(IA)中、
Arは、置換基を有してもよい炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表し、該芳香族炭
化水素基に含まれるCH基は、窒素原子に置き換わっていてもよい。
は、単結合又はフッ素原子を有してもよい炭素数1~18の2価の炭化水素基を表
し、該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
ホニル基に置き換わっていてもよく、Ar及びXは、互いに結合して環を形成してもよ
い。
nは、1~3のいずれかの整数を表す。nが2又は3の時、Xは同じでも異なってい
てもよい。
式(IB)中、
は、有機カチオンを表す。]
Figure 0007259097000003
[式(IIa)中、
、R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~18の炭化水素基又は-
O-*を表し、該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。
sは、1以上の整数を表す。
*は、結合手を表す。]
[2]R、R及びRの少なくとも一つがフェニル基である[1]記載のレジスト
組成物。
[3]Arが置換基を有してもよいフェニル基(該フェニル基及びXは、互いに結合
して環を形成してもよい)である[1]又は[2]記載のレジスト組成物。
[4]nが1である[1]~[3]のいずれかに記載のレジスト組成物。
[5]式(IIa)で表される部分構造を有する化合物が、式(II)で表される化合
物に由来する構造単位を含む樹脂である[1]~[4]のいずれかに記載のレジスト組成
物。
Figure 0007259097000004
[式(II)中、
1’、R2’及びR3’は、それぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基を表す。
は、水素原子又はメチル基を表す。]
[6]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]~[5]のいずれかに記載のレジスト組成物。
[7](1)[1]~[6]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。
本発明のレジスト組成物を用いることにより、良好な解像度のレジストパターンを製造
することができる。
本明細書では、特に断りのない限り、化合物の構造式の説明において「脂肪族炭化水素
基」は直鎖状又は分岐状の炭化水素基を意味し、「脂環式炭化水素基」は脂環式炭化水素
の環から価数に相当する数の水素原子を取り去った基を意味する。「芳香族炭化水素基」
は芳香環に炭化水素基が結合した基をも包含する。立体異性体が存在する場合は、全ての
立体異性体を包含する。
本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH-CO-」
又は「CH2=C(CH3)-CO-」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味す
る。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アク
リレート及びメタクリレートの少なくとも1種」及び「アクリル酸及びメタクリル酸の少
なくとも1種」を意味する。また、本明細書中に記載する基において、直鎖構造と分岐構
造の両方をとり得るものについては、そのいずれでもよい。
本明細書において、「レジスト組成物の固形分」とは、レジスト組成物の総量から、後
述する溶剤(E)を除いた成分の合計を意味する。
〔レジスト組成物〕
本発明のレジスト組成物は、
式(IA)で表される化合物(以下、「フッ素発生剤(IA)」という場合がある。)
又は式(IB)で表される化合物(以下、「フッ素発生剤(IB)」という場合がある。
)と、
式(IIa)で表される部分構造(以下「部分構造(IIa)」という場合がある。)
を有する化合物(以下、「化合物(IIa)」という場合がある。)と、
酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」という場合がある。)とを含有する。
なお、部分構造(IIa)を有する化合物(IIa)は、後述するように重合性基を有
する場合、化合物(IIa)に由来する構造単位を含む樹脂等としてレジスト組成物に含
有されていてもよい。
本発明のレジスト組成物は、フッ素発生剤(IA)又はフッ素発生剤(IB)と化合物
(IIa)と酸発生剤(B)とに加えて、さらにクエンチャー(以下「クエンチャー(C
)」という場合がある)及び/又は溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)を含有
していることが好ましい。
<フッ素発生剤(IA)>
Figure 0007259097000005
[式(IA)中、
Arは、置換基を有してもよい炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表し、該芳香族炭
化水素基に含まれるCH基は、窒素原子に置き換わっていてもよい。
は、単結合又はフッ素原子を有してもよい炭素数1~18の炭化水素基を表し、該
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
基に置き換わっていてもよく、Ar及びXは、互いに結合して環を形成してもよい。
nは、1~3のいずれかの整数を表す。nが2又は3の時、Xは同じでも異なってい
てもよい。]
Arの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、フェナン
トニル基、トリル基、キシリル基、クミル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル
基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ビフェニル基、トリフ
ェニル基、インデニル基、テトラヒドロナフチル基、p-アダマンチルフェニル基、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炭
素数6~36のアリール基が挙げられる。
Arの芳香族炭化水素基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原
子を有してもよい炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数
2~4のアシル基、炭素数2~4のアシルオキシ基又は炭素数2~4のジアルキルアミノ
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が挙げられ、
フッ素原子であることが好ましい。
ハロゲン原子を有する炭素数1~12の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、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチ
ル基及びペルヨードメチル基等が挙げられる。
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
トキシ基等が挙げられる。
炭素数2~4のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基が挙げ
られる。
炭素数2~4の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及
びブチリルオキシ基等が挙げられる。
炭素数2~4のジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等
が挙げられる。
Arの芳香族炭化水素基のCH基が、窒素原子に置き換わった基としては、ピロリル、
イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジル、トリアジニル、トリアゾリル、イン
ドリル、キノリル、プリ二ル、インダゾリル、アクリジニル等が挙げられる。
の炭素数1~18の2価の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、直鎖、分岐又は環状の2価の不飽和炭化水素基、2
価の芳香族炭化水素基などが挙げられ、これらの基のうち2種以上を組合せたものでもよ
い。
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
、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-1,1
2-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、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-ジイル基等が挙げられる。
単環式の脂環式炭化水素基としては、例えば、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多環式の脂環式炭化水素基としては、例え
ば、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-ジイル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニレン基及びナフチレン基が好ましい。
ArとXとが互いに結合して形成する環としては、下記に示すような、炭化水素基の
飽和又は不飽和の単環またはこれらが組み合わせられた多環が挙げられる。
Figure 0007259097000006
また、ArとXとが互いに結合して形成する環は、1以上のヘテロ原子を含んでいて
もよい。ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、かかる環
としては、具体的には、以下に示す環等が挙げられる。
Figure 0007259097000007
Arは、置換基を有してもよいフェニル基であることが好ましく、ヒドロキシ基、フッ
素原子、炭素数1~6のアルキル基又はジメチルアミノ基を有してもよいフェニル基であ
ることがより好ましく、ヒドロキシ基を有するフェニル基であることがより好ましい。
は、フッ素原子を有してもよい炭素数1~4のアルカンジイル基(該アルカンジイ
ル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に置き
換わっていてもよい)又は、Ar及びXが互いに結合してヘテロ原子を含有する環を形
成したものが好ましい。
フッ素発生剤(IA)としては、例えば、式(IA-1)~(IA-16)で表される
化合物が挙げられる。
Figure 0007259097000008
フッ素発生剤(IA)は、市場より容易に入手でき、また、公知の方法により容易に製
造できる。
<フッ素発生剤(IB)>
Figure 0007259097000009
[式(IB)中、
は、有機カチオンを表す。]
有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、例えば有機スルホニウムカチオン、有
機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、有機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などが挙げられ、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。
さらに好ましくは式(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。〕である。
Figure 0007259097000010
[式(b2-1)~式(b2-4)において、
b4~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1~1
2のアルコキシ基で置換されていてもよい。
b4とRb5とは、それらが結合する硫黄原子とともに環を形成してもよく、該環に
含まれる-CH-は、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わってもよい。
b7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は同一であっても異なってもよく、n2が2以上の
とき、複数のRb8は同一であっても異なってもよい。
b9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。
b9とRb10とは、それらが結合する硫黄原子とともに環を形成してもよく、該環
に含まれる-CH-は、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わってもよい。
b11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。
b12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。
b11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-CH-は、-O-、-SO-又は-CO-に置き
換わってもよい。
b13~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。
b31は、-S-又は-O-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は同一であっても異なってもよく、p2が2以上
のとき、複数のRb14は同一であっても異なってもよく、q2が2以上のとき、複数の
b15は同一であっても異なってもよく、r2が2以上のとき、複数のRb16は同一
であっても異なってもよく、s2が2以上のとき、複数のRb17は同一であっても異な
ってもよく、t2が2以上のとき、複数のRb18は同一であっても異なってもよい。]
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、ペンチル基、ヘキシル基、オク
チル基及び2-エチルヘキシル基のアルキル基が挙げられる。特に、Rb9~Rb12
1価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。
Figure 0007259097000011
特に、Rb9~Rb12の脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは3~18であり、
より好ましくは4~12である。
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、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。
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。
芳香族炭化水素基に、脂肪族炭化水素基又は脂環式炭化水素基が含まれる場合は、炭素
数1~18の脂肪族炭化水素基及び炭素数3~18の1価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。
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。
b4とRb5とがそれらが結合している硫黄原子とともに形成してもよい環は、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
環としては、炭素数3~18の環が挙げられ、好ましくは炭素数4~18の環が挙げられ
る。また、硫黄原子を含む環としては、3員環~12員環が挙げられ、好ましくは3員環
~7員環が挙げられ、具体的には下記の環が挙げられる。
Figure 0007259097000012
b9とRb10とがそれらが結合している硫黄原子とともに形成する環は、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。この環と
しては、3員環~12員環が挙げられ、好ましくは3員環~7員環が挙げられ、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。
b11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。この環としては、3員環~12員
環が挙げられ、好ましくは3員環~7員環が挙げられ、例えば、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。
カチオン(b2-1)~カチオン(b2-4)の中で、好ましくはカチオン(b2-1
)が挙げられる。
カチオン(b2-1)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 0007259097000013
カチオン(b2-2)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 0007259097000014
カチオン(b2-3)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 0007259097000015
カチオン(b2-4)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Figure 0007259097000016
フッ素発生剤(IB)としては、例えば、式(IB-1)~(IB-8)で表される塩
が挙げられる。
Figure 0007259097000017
フッ素発生剤(IB)は、市場より容易に入手でき、また、公知の方法により容易に製
造できる。
フッ素発生剤(IA)又はフッ素発生剤(IB)の含有量は、レジスト組成物の固形分
中、好ましくは0.1質量%以上40質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以
上30質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以上20質量%以下である。
なお、フッ素発生剤(IA)及びフッ素発生剤(IB)はそれぞれ単独で用いてもよい
し、2種以上を組み合わせてもよいし、フッ素発生剤(IA)及び(IB)を併用しても
よい。フッ素発生剤(IA)及びフッ素発生剤(IB)の合計含有量を、上述した範囲と
することが好ましい。
フッ素発生剤(IA)及びフッ素発生剤(IB)の含有量は、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などの公知の分析手段で測定できる。
<化合物(IIa)>
本発明の化合物(IIa)は、式(IIa)で表される部分構造を有する化合物である

Figure 0007259097000018
[式(IIa)中、
、R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~18の炭化水素基又は-
O-*を表し、該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。
sは、1以上の整数を表す。
*は、結合手を表す。]
、R及びRで表される炭素数1~18の炭化水素基としては、アルキル基、単
環式又は多環式の脂環式飽和炭化水素基、直鎖、分岐又は環状の不飽和炭化水素基、芳香
族炭化水素基などが挙げられ、これらの基のうち2種以上を組合せたものでもよい。
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、ウンデシル基及びドデシル基等
が挙げられる。
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
基等が挙げられる。
直鎖の不飽和炭化水素基としては、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、エチニル
基、プロペニル基、ブチニル基等が挙げられる。分岐の不飽和炭化水素基としては、2-
メチルプロペニル基、2-メチルブテニル基、2-メチルプロペニル基、2-メチルブチ
ニル基等が挙げられる。環状の不飽和炭化水素基としては、シクロプロペニル基、シクロ
ブテニル基、シクロプロペニル基、シクロブチニル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。
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たものとし
ては、例えば、脂環式炭化水素基に、エーテル、カルボニル基等が導入されたものが挙げ
られる。具体的には、アダマンタノン、アダマンタンラクトン等が例示される。
例えば、R、R及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~6のアルキル基
及びフェニル基であることが好ましく、メチル基、t-ブチル基及びフェニル基であるこ
とがより好ましく、R、R及びRの少なくとも一つがフェニル基であることがさら
に好ましく、二つがフェニル基であることがより一層好ましい。
sは、100以下が好ましく、10~100がより好ましく、50~100がさらに好
ましい。
また、式(IIa)において、R、R及びRがそれぞれ独立に、炭素数1~18
の炭化水素基を表す場合には、該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、sは1~4のいずれかの整数を表すものが挙げられ
る。
さらに、式(IIa)において、Rが-O-*である場合には、R及びRはそれ
ぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基を表し、該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、sは5~60のいずれかの整数
を表すものが挙げられる。
また、式(IIa)において、R及びRが-O-*を表す場合には、Rは単結合
又は-O-*を表し、sは5~60のいずれかの整数を表すものが挙げられる。
式(IIa)で表される部分構造としては、例えば、式(IIa-1)~(IIa-1
0)で表される部分構造が挙げられる。
Figure 0007259097000019
式(IIa)で表される部分構造を有する化合物(IIa)は、式(IIa)で表され
る部分構造における*で表される結合手が重合性基(例えば、ビニル基、アクリロイル基
、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルア
ミノ基又はメタクリロイルアミノ基等)と結合した化合物、該化合物に由来する構造単位
を含む樹脂及び式(IIa)で表される部分構造における*で表される結合手がシロキサ
ン結合(Si-O-Si)を有するシロキサン化合物等が挙げられる。なかでも、式(I
Ia)で表される部分構造における*で表される結合手が重合性基と結合した化合物に由
来する構造単位を含む樹脂が好ましい。この場合、式(IIa)におけるR、R及び
には、さらに、(メタ)アクリロイル基が含まれていてもよい。つまり、R、R
及びRは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~18の炭化水素基、-O-*又は(メ
タ)アクリロイル基を表し、該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。
式(IIa)で表される部分構造を含む化合物に由来する構造単位を含む樹脂の重量平
均分子量は、例えば、10000以下が好ましく、1000~5000がより好ましく、
3000~5000がさらに好ましい。
式(IIa)で表される部分構造における*で表される結合手が重合性基と結合した化
合物としては、例えば、式(II)で表される化合物(以下「化合物(II)」という場
合がある。)が挙げられ、式(IIa)で表される部分構造における*で表される結合手
がシロキサン結合を有するシロキサン化合物としては、式(III)で表される化合物(
以下「化合物(III)」という場合がある。)が挙げられる。
Figure 0007259097000020
[式(II)中、
1’、R2’及びR3’は、それぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基又は(メ
タ)アクリロイル基を表す。
は、水素原子又はメチル基を表す。]
Figure 0007259097000021
[式(III)中、
及びRは、前記と同じ意味を表す。
11は、炭素数1~18の2価の炭化水素基を表し、該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。
Rは、炭素数1~18の炭化水素基を表し、該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。
mは、1以上の整数を表す。]
11で表される炭素数1~18の2価の炭化水素基としては、Xで表される炭素数
1~18の2価の炭化水素基と同じ基が挙げられる。
Rで表される炭素数1~18の炭化水素基としては、R、R及びRで表される炭
素数1~18の炭化水素基と同じものが挙げられる。
化合物(II)としては、例えば、式(II-1)~(II-4)で表される化合物が
挙げられる。
Figure 0007259097000022
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、化合物(II)の具体例
として挙げることができる。
化合物(III)は、例えば、重量平均分子量が2000~100000であり、重量
平均3000~10000であることが好ましい。化合物(III)は、シロキサン結合
が三次元に展開された化合物であってもよい。
化合物(III)としては、例えば、式(III-1)~(III-4)で表される化
合物が挙げられる。ここで、Rは前記と同じ意味を表す。
Figure 0007259097000023
化合物(III)は、2種以上を含んでいてもよい。
化合物(IIa)は、レジスト組成物中に、そのままの形態で含有されてもよいし、重
合性基によって重合した樹脂として含有されていてもよいし、双方が含有されていてもよ
い。
このような樹脂は、例えば、化合物(II)に由来する構造単位(以下「構造単位(I
I)」という場合がある。)を含む樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある。)が挙
げられる。
本発明のレジスト組成物は、化合物(II)に由来する構造単位を含む樹脂又は化合物
(III)を含むものが好ましく、なかもで、化合物(II)に由来する構造単位を含む
樹脂であることが好ましい。
化合物(II)に由来する構造単位としては、例えば、式(II-1’)~(II-4
’)で表される構造単位が挙げられる。
Figure 0007259097000024
に相当する又はメタクロイル基のメチル基が水素原子に置き換わった構造単位も、
化合物(II)に由来する構造単位の具体例として挙げることができる。
化合物(IIa)が、化合物(II)に由来する構造単位を含む樹脂である場合、構造
単位(II)の合計含有率は、樹脂(A)の全構造単位に対して、通常10~95モル%
であり、好ましくは10~80モル%であり、より好ましくは15~75モル%である。
樹脂(A)は、2種以上の構造単位(II)を含んでいてもよい。
樹脂(A)は、さらに、酸不安定基を有する構造単位(以下「構造単位(a1)」とい
う場合がある)を有してもよい。ここで、「酸不安定基」は、脱離基を有し、酸との接触
により脱離基が脱離して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成す
る基を意味する。
〈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。
Figure 0007259097000025
[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み合わせた基を表すか、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。
ma及びnaは、それぞれ独立して、0又は1を表し、ma及びnaの少なくとも一方
は1を表す。
*は結合手を表す。]
Figure 0007259097000026
[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。
na’は、0又は1を表す。
*は結合手を表す。]
a1~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。
a1~Ra3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、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、
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の炭素数は、好ましくは3~16
である。
Figure 0007259097000027
アルキル基と脂環式炭化水素基とを組み合わせた基としては、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、アダマンチルジメチル基、ノルボルニルエチル基等が挙げられ
る。
好ましくは、maは0であり、naは1である。
a1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。
Figure 0007259097000028
a1'~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
基及びこれらを組み合わ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。
a2'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2価の複素
環基を形成する場合、-C(Ra1')(Ra2')-X-(Ra3')としては、下記の基が挙
げられる。*は、結合手を表す。
Figure 0007259097000029
a1'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。
na’は、好ましくは0である。
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、ma=0、na=1、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、Ra3がアルキル基、
ma=0、na=1)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、Ra3がアダマンチル基、ma=0
、na=1)等、さらに以下の基が挙げられる。*は結合手を表す。
Figure 0007259097000030
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。
Figure 0007259097000031
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。
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。
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(以下、構造単位(a1-0)という
場合がある。)、式(a1-1)で表される構造単位(以下、構造単位(a1-1)とい
う場合がある。)又は式(a1-2)で表される構造単位(以下、構造単位(a1-2)
という場合がある。)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。
Figure 0007259097000032
[式(a1-0)、式(a1-1)及び式(a1-2)中、
a01、La1及びLa2は、それぞれ独立に、-O-又は-O-(CHk1
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。
a01、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。
a02、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。
a6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。]
a01、Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a01、La1及びLa2は、好ましくは酸素原子又は*-O-(CHk01-C
O-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。
a02、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。
a02、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り、さらに好ましくはメチル基である

a02、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、18以下であることが好ましい。
a02及びRa03は、好ましくは炭素数1~6のアルキル基であり、より好ましくはメチ
ル基又はエチル基である。
a04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。
構造単位(a1-0)としては、例えば、式(a1-0-1)~式(a1-0-12)
のいずれかで表される構造単位及びRa01に相当するメチル基が水素原子に置き換わっ
た構造単位が挙げられ、式(a1-0-1)~式(a1-0-10)のいずれかで表され
る構造単位が好ましい。
Figure 0007259097000033
構造単位(a1-1)を導くモノマーとしては、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構造単位及びRa4に相当するメチル基が水素原子に置き換
わった構造単位が好ましく、式(a1-1-1)~式(a1-1-4)のいずれかで表さ
れる構造単位がより好ましい。
Figure 0007259097000034
構造単位(a1-2)としては、式(a1-2-1)~式(a1-2-6)のいずれか
で表される構造単位及びRa5に相当するメチル基が水素原子に置き換わった構造単位が
挙げられ、式(a1-2-2)、式(a1-2-5)及び式(a1-2-6)が好ましい

Figure 0007259097000035
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。
基(2)で表される基を有する構造単位(a1)としては、式(a1-4)で表される
構造単位(以下、「構造単位(a1-4)」という場合がある。)が挙げられる。
Figure 0007259097000036
[式(a1-4)中、
a32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。
a33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のアシル基、炭素数2~4のアシルオキシ基、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。
a34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、
a36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。]
a32及びRa33のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基及びヘキシル基等が挙げられる。該アルキル基は、炭素数1
~4のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基がさらに
好ましい。
a32及びRa33のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げ
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、トリフルオロメチル
基、ジフルオロメチル基、メチル基、ペルフルオロエチル基、1,1,1-トリフルオロ
エチル基、1,1,2,2-テトラフルオロエチル基、エチル基、ペルフルオロプロピル
基、1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロピル基、プロピル基、ペルフルオロブチル
基、1,1,2,2,3,3,4,4-オクタフルオロブチル基、ブチル基、ペルフルオ
ロペンチル基、1,1,1,2,2,3,3,4,4-ノナフルオロペンチル基、n-ペ
ンチル基、n-ヘキシル基、n-ペルフルオロヘキシル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基及びヘキシルオキシ基等が挙げられる。なかでも、炭素数1~4のアルコキシ
基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい

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が挙げられる。
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
基等が挙げられる。
a34及びRa35としては、式(2)のRa1’及びRa2’と同様の基が挙げられる。
a36としては、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~18の脂環式炭化水素基、
炭素数6~18の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせることにより形成される基が
挙げられる。
式(a1-4)において、Ra32としては、水素原子が好ましい。
a33としては、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基
がより好ましく、メトキシ基がさらに好ましい。
laとしては、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
a34は、好ましくは、水素原子である。
a35は、好ましくは、炭素数1~12の炭化水素基であり、より好ましくはメチル基
又はエチル基である。
a36の炭化水素基は、好ましくは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~18の
脂環式炭化水素基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基又はこれらを組み合わせることに
より形成される基であり、より好ましくは、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~1
8の脂環式脂肪族炭化水素基又は炭素数7~18のアラルキル基である。Ra36における
アルキル基及び前記脂環式炭化水素基は、無置換であることが好ましい。Ra36における
芳香族炭化水素基が置換基を有する場合、その置換基としては炭素数6~10のアリール
オキシ基が好ましい。
構造単位(a1-4)を導くモノマーとしては、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、好ましくは、式(a1-4-1)~式(a1
-4-7)でそれぞれ表されるモノマーが挙げられ、より好ましく、式(a1-4-1)
~式(a1-4-5)でそれぞれ表されるモノマーが挙げられる。
Figure 0007259097000037
樹脂(A)が、構造単位(a1-4)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、10~95モル%であることが好ましく、15~90モル%であ
ることがより好ましく、20~85モル%であることがさらに好ましい。
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。
Figure 0007259097000038
式(a1-5)中、
a8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。
a1は、単結合又は*-(CH2h3-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。
51、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。
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、フッ素原子が好ましい。
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が
好ましい。
51は、酸素原子が好ましい。
52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が好ましい。
s1’は、0~2のいずれかの整数が好ましい。
a1は、単結合又は*-CH2-CO-O-が好ましい。
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構造単位が好ましく、式(a1-5-1)又は式(a1-5-2
)で表される構造単位がより好ましい。
Figure 0007259097000039
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
造単位に対して、1~50モル%が好ましく、3~45モル%がより好ましく、5~40
モル%がさらに好ましい。
また、構造単位(a1)としては、以下の構造単位も挙げられる。
Figure 0007259097000040
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。
樹脂(A)は、さらに、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)及び/又は後述するその他の構造単位(t)を含有していてもよい。
〈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。構造単位(s)を導くモノマーは、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し、かつ酸不安定基を有さ
ない構造単位が好ましい。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。
〈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
)が好ましく、構造単位(a2-1)を用いることがより好ましい。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。
フェノール性ヒドロキシ基有する構造単位(a2)としては式(a2-A)で表される
構造単位(以下「構造単位(a2-A)」という場合がある)が挙げられる。
Figure 0007259097000041
[式(a2-A)中、
a50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。
a51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のアシル基、炭素数2~4のアシルオキシ基、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。
a50は、単結合又は-Xa51-(Aa52-Xa52na-を表し、*は-Ra50が結合す
る炭素原子との結合手を表す。
a52は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
a51及びXa52は、それぞれ独立に、-O-、-CO-O-又は-O-CO-を表す。
naは、0又は1を表す。
mbは0~4の整数を表す。mbが2以上の整数である場合、複数のRa51は互いに同
一であっても異なってもよい。]
a50におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げら
れる。
a50におけ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、トリ
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、メチル基、ペルフルオロエチル基、1,1,1
-トリフルオロエチル基、1,1,2,2-テトラフルオロエチル基、エチル基、ペルフ
ルオロプロピル基、1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロピル基、プロピル基、ペル
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、ブチル
基、ペルフルオロペンチル基、1,1,1,2,2,3,3,4,4-ノナフルオロペン
チル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基及びn-ペルフルオロヘキシル基が挙げられる

a50は、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基又
はエチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましい。
a51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、n-ヘキシ
ル基が挙げられる。
a51のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプ
ロポキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられる
。炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましく、
メトキシ基がさらに好ましい。
a51におけ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。
a51における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及
びブチリルオキシ基が挙げられる。
a51は、メチル基が好ましい。
-Xa51-(Aa52-Xa52na-としては、-O-、-CO-O-、-O-C
O-、-CO-O-Aa52-CO-O-、-O-CO-Aa52-O-、-O-Aa52
-CO-O-、-CO-O-Aa52-O-CO-、-O-CO-Aa52-O-CO-、
が挙げられる。なかでも、-CO-O-、-CO-O-Aa52-CO-O-又は
O-Aa52-CO-O-が好ましい。
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。
a52は、メチレン基又はエチレン基であることが好ましい。
a50は、単結合、-CO-O-又は-CO-O-Aa52-CO-O-であることが
好ましく、単結合、-CO-O-又は-CO-O-CH2-CO-O-であることが
より好ましく、単結合又は-CO-O-であることがさらに好ましい。
mbは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
ヒドロキシ基は、ベンゼン環のo-位又はp-位に結合することが好ましく、p-位に
結合することがより好ましい。
構造単位(a2-A)としては、式(a2-2-1)~式(a2-2-8)で表される
構造単位が挙げられる。構造単位(a2-A)は、式(a2-2-1)で表される構造単
位、式(a2-2-1)で表される構造単位、式(a2-2-5)で表される構造単位及
び式(a2-2-6)で表される構造単位であることが好ましい。
Figure 0007259097000042
構造単位(a2-A)を誘導するモノマーとしては、特開2010-204634号公
報、特開2012-12577号公報に記載されているモノマーが挙げられる。
樹脂(A)中に構造単位(a2-A)が含まれる場合の構造単位(a2-A)の含有率
は、全構造単位に対して、好ましくは5~80モル%であり、より好ましくは10~70
モル%であり、さらに好ましくは15~65モル%である。
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。
Figure 0007259097000043
式(a2-1)中、
a3は、-O-又は-O-(CH2k2-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。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15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。
式(a2-1)では、La3は、好ましくは、-O-、-O-(CH2f1-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。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16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、より好ましくは0又は1である。
構造単位(a2-1)としては、例えば、特開2010-204646号公報に記載さ
れたモノマーに由来する構造単位が挙げられる。式(a2-1-1)~式(a2-1-6
)のいずれかで表される構造単位が好ましく、式(a2-1-1)~式(a2-1-4)
のいずれかで表される構造単位がより好ましく、式(a2-1-1)又は式(a2-1-
3)で表される構造単位がさらに好ましい。
Figure 0007259097000044
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。
〈構造単位(a3)〉
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。
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。
Figure 0007259097000045
[式(a3-1)、式(a3-2)、式(a3-3)及び式(a3-4)中、
a4、La5及びLa6は、-O-又は-O-(CHk3-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。
a7は、-O-、-O-La8-O-、-O-La8-CO-O-、-O-L
a8-CO-O-La9-CO-O-又は-O-La8-O-CO-La9-O-を表
す。
a8及びLa9は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルカンジイル基を表す。
*はカルボニル基との結合手を表す。
a18、Ra19及びRa20は、水素原子又はメチル基を表す。
a24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。
a21は炭素数1~4の脂肪族炭化水素基を表す。
a22、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、Ra2
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。]
a21、Ra22、Ra23及びRa25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、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基及びtert-ブチル
基等のアルキル基が挙げられる。
a24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。
a24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。
a24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。
a8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。
式(a3-1)~式(a3-3)において、La4~La6は、互いに独立に、好まし
くは-O-又は、k3が1~4のいずれかの整数である*-O-(CHk3-CO-
O-で表される基、より好ましくは-O-及び、*-O-CH-CO-O-、さらに好
ましくは酸素原子である。
a18~Ra21は、好ましくはメチル基である。
a22及びRa23は、互いに独立に、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及びr1は、互いに独立に、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)において、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。
a25は、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
a7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-CH-CO-O-又は-O-C-CO-O-である。
特に、式(a3-4)は、式(a3-4)’が好ましい。
Figure 0007259097000046
(式中、Ra24、La7は、上記と同じ意味を表す。)
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201
2-41274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、
式(a3-1-1)~式(a3-1-4)、式(a3-2-1)~式(a3-2-4)、
式(a3-3-1)~式(a3-3-4)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好ましい。
Figure 0007259097000047
Figure 0007259097000048
上記の式(a3-4-1)~式(a3-4-12)で表される構造単位においては、R
a24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(a3-4)の具
体例として挙げることができる。
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)の全構造単位に対して、5~60モ
ル%が好ましく、5~50モル%がより好ましく、10~50モル%がさらに好ましい。
<その他の構造単位(t)>
樹脂(A)は、構造単位(a1)及び構造単位(s)以外の構造単位として、その他の
構造単位(t)を含んでいてもよい。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する構造単位(以下、場合により「構造単位(a
4)」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)等が挙げられる。
〈構造単位(a4)〉
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。
Figure 0007259097000049
[式(a4-0)中、
5は、水素原子又はメチル基を表す。
4は、単結合又は炭素数1~4の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
3は、炭素数1~8のペルフルオロアルカンジイル基又は炭素数3~12のペルフル
オロシクロアルカンジイル基を表す。
6は、水素原子又はフッ素原子を表す。]
4の脂肪族飽和炭化水素基としては、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-1,2-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。
3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、ペルフルオロプロパン-1,1-ジイル基、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。
3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。
4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、メチレン基である。
3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。
構造単位(a4-0)としては、以下に示す構造単位及び下記構造単位中のR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。
Figure 0007259097000050
Figure 0007259097000051
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。
Figure 0007259097000052
[式(a4-1)中、
a41は、水素原子又はメチル基を表す。
a42は、置換基を有していてもよい炭素数1~20の炭化水素基を表し、該炭化水素
基に含まれる-CH2-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよい。
a41は、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルカンジイル基又は式(a-g
1)で表される基を表す。ただし、Aa41及びRa42のうち少なくとも1つは、置換
基としてハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有する。
Figure 0007259097000053
〔式(a-g1)中、
sは0又は1を表す。
a42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。
a43は、単結合又は置換基を有していてもよい炭素数1~5の2価の脂肪族炭化水素
基を表す。
a41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。〕
*は結合手であり、右側の*が-O-CO-Ra42との結合手である。]
a42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、
並びにこれらを組み合わ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。
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。
Figure 0007259097000054
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。
a42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並びにこれらが組み合
わせることにより形成される基が好ましく、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み合わせることにより形成され
る基がより好ましい。
a42は、置換基として、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である。
Figure 0007259097000055
[式(a-g3)中、
a43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。
a45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。]
a45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。
a42は、ハロゲン原子を有してもよい脂肪族炭化水素基が好ましく、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がよ
り好ましい。
a42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、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。
a42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。
式(a-g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素は、さらに好ましくは式(a-g
2)で表される基である。
Figure 0007259097000056
[式(a-g2)中、
a46は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~17の脂肪族炭化水素基を表す

a44は、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
a47は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~17の脂肪族炭化水素基を表す

ただし、Aa46、Aa47及びXa44の炭素数の合計は18以下であり、Aa46及びAa47
うち、少なくとも一方は、少なくとも1つのハロゲン原子を有する。
*はカルボニル基との結合手を表す。]
a46の脂肪族炭化水素基の炭素数は1~6が好ましく、1~3がより好ましい。
a47の脂肪族炭化水素基の炭素数は4~15が好ましく、5~12がより好ましく、
a47は、シクロヘキシル基又はアダマンチル基がさらに好ましい。
*-Aa46-Xa44-Aa47で表される部分構造(*はカルボニル基との結合手である)
のより好ましい構造は、以下の構造である。
Figure 0007259097000057
a41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。
a41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。
a41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。
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、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。
a42、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。
a42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。
Figure 0007259097000058
式(a4-1)で表される構造単位としては、以下に示す構造単位及び下記構造単位中
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。
Figure 0007259097000059
Figure 0007259097000060
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。
Figure 0007259097000061
[式(a4-4)中、
f21は、水素原子又はメチル基を表す。
f21は、-(CH2j1-、-(CH2j2-O-(CH2j3-又は-(CH2j4
CO-O-(CH2j5-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。
f22は、フッ素原子を有する炭素数1~10の炭化水素基を表す。]
f22のフッ素原子を有する炭化水素基としては、鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基及
び芳香族炭化水素基並びにこれらの組み合わせることにより形成される基を含む。脂肪族
炭化水素基としては、アルキル基(直鎖又は分岐)、脂環式炭化水素基が好ましい。
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、n-ヘキシル基、n
-オクチル基及び2-エチルヘキシル基が挙げられる。
脂環式炭化水素基は、単環式であってもよいし、多環式であってもよい。単環式の脂環
式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロ
ヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、
シクロオクチル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基等のシクロアルキル基が挙げられ
る。多環式の脂環式炭化水素基としては、デカヒドロナフチル基、アダマンチル基、2-
アルキルアダマンタン-2-イル基、1-(アダマンタン-1-イル)アルカン-1-イ
ル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基及びイソボルニル基が挙げられる。
f22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アルキル基、フ
ッ素原子を有する脂環式炭化水素基等が挙げられる。
フッ素原子を有するアルキル基としては、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及びペルフルオロヘキシル基等
のフッ化アルキル基が挙げられる。
フッ素原子を有する脂環式炭化水素基としては、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のフッ化シクロアルキル基が挙げられる。Rf22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1~10の脂環式
炭化水素基が好ましく、フッ素原子を有する炭素数1~10のアルキル基がより好ましく
、フッ素原子を有する炭素数1~6のアルキル基がさらに好ましい。
式(a4-4)においては、Af21としては、-(CH2j1-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。
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以下の式で
表される構造単位においては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。
Figure 0007259097000062
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
位に対して、1~20モル%が好ましく、2~15モル%がより好ましく、3~10モル
%がさらに好ましい。
〈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
基を有する基が挙げられる。なかでも、構造単位(a5)は、脂環式炭化水素基を有する
基を含むものが好ましい。
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

Figure 0007259097000063
[式(a5-1)中、
51は、水素原子又はメチル基を表す。
52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。
55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。]
52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-メチルアダマンチル基などが挙げられ
る。
52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。
55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である。
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。
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、式(L1-1)~式(L1-4)で表される基が挙げられる。下記式
中、*は酸素原子との結合手を表す。
Figure 0007259097000064
式(L1-1)中、
x1は、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
x1は、炭素数1~16の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
x2は、単結合又は炭素数1~15の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
ただし、Lx1及びLx2の合計炭素数は、16以下である。
式(L1-2)中、
x3は、炭素数1~17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
x4は、単結合又は炭素数1~16の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
ただし、Lx3及びLx4の合計炭素数は、17以下である。
式(L1-3)中、
x5は、炭素数1~15の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
x6及びLx7は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1~14の2価の脂肪族飽和炭化
水素基を表す。
ただし、Lx5、Lx6及びLx7の合計炭素数は、15以下である。
式(L1-4)中、
x8及びLx9は、単結合又は炭素数1~12の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表す。
x1は、炭素数3~15の2価の脂環式飽和炭化水素基を表す。
ただし、Lx8、Lx9及びWx1の合計炭素数は、15以下である。
x1は、好ましくは、炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好ましくは、
メチレン基又はエチレン基である。
x2は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好
ましくは、単結合である。
x3は、好ましくは、炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基である。
x4は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基である。
x5は、好ましくは、炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好ましくは、
メチレン基又はエチレン基である。
x6は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好
ましくは、メチレン基又はエチレン基である。
x7は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基である。
x8は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好
ましくは、単結合又はメチレン基である。
x9は、好ましくは、単結合又は炭素数1~8の2価の脂肪族飽和炭化水素基、より好
ましくは、単結合又はメチレン基である。
x1は、好ましくは、炭素数3~10の2価の脂環式飽和炭化水素基、より好ましくは
、シクロヘキサンジイル基又はアダマンタンジイル基である。
式(L1-1)で表される基としては、例えば、以下に示す2価の基が挙げられる。
Figure 0007259097000065
式(L1-2)で表される基としては、例えば、以下に示す2価の基が挙げられる。
Figure 0007259097000066
式(L1-3)で表される基としては、例えば、以下に示す2価の基が挙げられる。
Figure 0007259097000067
式(L1-4)で表される基としては、例えば、以下に示す2価の基が挙げられる。
Figure 0007259097000068
51は、好ましくは、単結合又は式(L1-1)で表される基である。
構造単位(a5-1)としては、以下に示す構造単位及び下記構造単位中の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。
Figure 0007259097000069
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
位に対して、1~30モル%が好ましく、2~20モル%がより好ましく、3~15モル
%がさらに好ましい。
<構造単位(a6)>
樹脂(A)は、さらに、カルボキシル基を有する構造単位(以下、「構造単位(a6)
という場合がある)を含有してもよい。構造単位(a6)としては、以下で表される構造
単位が挙げられる。
Figure 0007259097000070
Figure 0007259097000071
樹脂(A)が、構造単位(a6)を有する場合、その含有率は、樹脂(A)の全構造単
位に対して、1~40モル%が好ましく、2~35モル%がより好ましく、3~30モル
%がさらに好ましい。
<構造単位(IV)>
樹脂(A)は、さらに、露光により分解して酸を発生する構造単位(以下、「構造単位
(IV)という場合がある)を含有してもよい。構造単位(IV)としては、具体的には
特開2016-79235号公報に記載の構造単位が挙げられ、側鎖にスルホナート基若
しくはカルボキシレート基と有機カチオンとを有する構造単位又は側鎖にスルホニオ基と
有機アニオンとを有する構造単位であることが好ましい。
側鎖にスルホナート基若しくはカルボキシレート基と有機カチオンとを有する構造単位
は、式(IV-2-A’)で表される構造単位であることが好ましい。
Figure 0007259097000072
[式(IV-2-A’)中、
III3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-CH-は、-O-、-S-又は-CO-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、ハロゲン原子、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数
1~6のアルキル基又はヒドロキシ基で置き換わっていてもよい。
x1は、炭素数1~8のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる水
素原子は、フッ素原子又は炭素数1~6のペルフルオロアルキル基で置換されていてもよ
い。
RAは、スルホナート基又はカルボキシレート基を表す。
III3は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい炭素数1
~6のアルキル基を表す。
a+は、有機カチオンを表す。]
III3で表さ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。
III3で表されるハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基とし
ては、Ra8で表されるハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基と同
じものが挙げられる。
x1で表される炭素数1~8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、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-ジイル基等が挙げられ
る。
III3で表される炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基としては、直鎖又は分岐
状アルカンジイル基、単環式又は多環式の2価の脂環飽和炭化水素基が挙げられ、これら
の組み合わせてあってもよい。
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、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、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-
1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ド
デカン-1,12-ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;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、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;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2価の多環式脂環式飽和炭
化水素基等が挙げられる。
飽和炭化水素基に含まれる-CH-が、-O-、-S-又は-CO-で置き換わった
ものとしては、例えば式(X1)~式(X53)で表される2価の基が挙げられる。ただ
し、飽和炭化水素基に含まれる-CH-が、-O-、-S-又は-CO-で置き換わる
前の炭素数はそれぞれ17以下である。下記式において、*はAx1との結合手を表す。
Figure 0007259097000073
3は、2価の炭素数1~16の飽和炭化水素基を表す。
4は、2価の炭素数1~15の飽和炭化水素基を表す。
5は、2価の炭素数1~13の飽和炭化水素基を表す。
6は、炭素数1~14のアルキル基を表す。
7は、3価の炭素数1~14の飽和炭化水素基を表す。
8は、2価の炭素数1~13の飽和炭化水素基を表す。
a+で表される有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、例えば有機スルホニウ
ムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、有機ベンゾチアゾ
リウムカチオン及び有機ホスホニウムカチオンなどが挙げられ、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。
具体的には、上述したフッ素発生剤(IB)における有機カチオンと同様のものが挙げ
られる。
式(IV-2-A’)で表される構造単位は、式(IV-2-A)で表される構造単位
であることが好ましい。
Figure 0007259097000074
[式(IV-2-A)中、
III3、XIII3及びZa+は、上記と同じ意味を表す。
Zは、0~6の整数を表す。
III2及びRIII4は、それぞれ独立して、水素原子、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し、zが2以上のとき、複数のRIII2及びRII
I4は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
及びQは、それぞれ独立して、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。]
III2、RIII4、Q及びQで表される炭素数1~6のペルフルオロアルキ
ル基としては、Qで表される炭素数1~6のペルフルオロアルキル基と同じものが挙げ
られる。
式(IV-2-A)で表される構造単位は、式(IV-2-A-1)で表される構造単
位であることが好ましい。
Figure 0007259097000075
[式(IV-2-A-1)中、
III2、RIII3、RIII4、Qa、Qb、z及びZa+は、上記と同じ意味を
表す。
III5は、炭素数1~12の飽和炭化水素基を表す。
2は、炭素数1~11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
-CH-は、-O-、-S-又は-CO-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、ハロゲン原子又はヒドロキシ基で置換されていてもよい。]
III5で表される炭素数1~12の飽和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、sec-ブチル基、tert-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、ウンデシル基及
びドデシル基等の直鎖又は分岐のアルキル基が挙げられる。
で表される炭素数1~11の2価の飽和炭化水素基としては、XIII3で表され
る2価の飽和炭化水素基のうちの炭素数11までのものが挙げられる。
式(IV-2-A)で表される構造単位としては、式(IV-2-A-2)で表される
構造単位がさらに好ましい。
Figure 0007259097000076
[式(IV-2-A-2)中、RIII3、RIII5及びZa+は、上記と同じ意味
を表す。
m及びnは、互いに独立に、1又は2を表す。]
式(IV-2-A-1)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W
O2012/050015記載の構造単位が挙げられる。Za+は、有機カチオンを表す

Figure 0007259097000077
Figure 0007259097000078
側鎖にスルホニオ基と有機アニオンとを有する構造単位は、式(IV-1-1)で表さ
れる構造単位であることが好ましい。
Figure 0007259097000079
[式(IV-1-1)中、
II1は、単結合又は2価の連結基を表す。
II1は、炭素数6~18の2価の芳香族炭化水素基を表す。
II2及びRII3は、それぞれ独立して、炭素数1~18の炭化水素基を表し、R
II2及びRII3は互いに結合してそれらが結合する硫黄原子とともに環を形成してい
てもよい。
II4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。
は、有機アニオンを表す。]
II1で表される2価の連結基としては、例えば、炭素数1~18の2価の飽和炭化
水素基が挙げられ、該2価の飽和炭化水素基に含まれる-CH-は、-O-、-S-又
は-CO-で置き換わっていてもよい。具体的には、XIII3で表される炭素数1~1
8の2価の飽和炭化水素基と同じものが挙げられる。
II1で表される炭素数6~18の2価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基
及びナフチレン基等が挙げられる。
II2及びRII3で表される炭素数1~18の炭化水素基としては、Rで表され
る炭素数1~18の炭化水素基と同じものが挙げられる。
II4で表さ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。
II4で表されるハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基として
は、Ra8で表されるハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基と同じ
ものが挙げられる。
式(IV-1-1)中のカチオンを含む構造単位としては、以下で表される構造単位な
どが挙げられる。
Figure 0007259097000080
で表される有機アニオンとしては、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及びカルボン酸アニオン等が挙げられる。Aで表される
有機アニオンは、スルホン酸アニオンが好ましく、後述する酸発生剤(B1)に含まれる
アニオンであることがより好ましい。
で表されるスルホニルイミドアニオンとしては、以下のものが挙げられる。
Figure 0007259097000081
構造単位(IV-1)としては、以下で表される構造単位などが挙げられる。
Figure 0007259097000082
樹脂(A)中に、構造単位(IV)を含有する場合の構造単位(IV)の含有率は、樹
脂(A)の全構造単位に対して、好ましくは1~20モル%であり、より好ましくは2~
15モル%であり、さらに好ましくは3~10モル%である。
樹脂(A)は、好ましくは、構造単位(II)と構造単位(s)と構造単位(a6)と
からなる樹脂である。
構造単位(s)は、好ましくは構造単位(a2)及び又は構造単位(a3)である。構
造単位(a2)は、好ましくは式(a2-A)又は式(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)又は式(a3-4)で表される構
造単位である。
構造単位(a6)は、好ましくは式(a6-3)で表される構造単位である。
樹脂(A)を構成する各構造単位は、1種のみ又は2種以上を組み合わせて用いてもよ
く、これら構造単位を誘導するモノマーを用いて、公知の重合法(例えばラジカル重合法
)によって製造することができる。樹脂(A)が有する各構造単位の含有率は、重合に用
いるモノマーの使用量で調整できる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,000以上(より好ましくは2,5
00以上、さらに好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30
,000以下、さらに好ましくは15,000以下)である。本明細書では、重量平均分
子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで実施例に記載の条件により求めた値
である。
樹脂(A)の含有率は、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。
<樹脂(A)以外の樹脂>
本発明のレジスト組成物は、樹脂(A)以外の樹脂を含んでもよい。このような樹脂と
しては、例えば、フッ素原子を有する構造単位を含有する樹脂が挙げられる。
フッ素原子を有する構造単位を含有する樹脂としては、構造単位(a4)を含む樹脂(
ただし、構造単位(I)を含まない。;以下「樹脂(X)」という場合がある。)が好ま
しい。樹脂(X)において、構造単位(a4)の含有率は、樹脂(X)の全構造単位に対
して、40モル%以上が好ましく、45モル%以上がより好ましく、50モル%以上がさ
らに好ましい。
樹脂(X)は、構造単位(a1)を含まないことが好ましい。
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。
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1~4
0質量部であり、特に好ましくは2~30質量部である。
樹脂(A)と樹脂(A)以外の樹脂との合計含有率は、レジスト組成物の固形分に対し
て、80質量%以上99質量%以下が好ましい。レジスト組成物の固形分及びこれに対す
る樹脂の含有率は、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィー等の公知の分析
手段で測定することができる。
<酸発生剤(B)>
酸発生剤(B)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。
酸発生剤(B)としては、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、
特開昭62-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号
、特開昭62-153853号、特開昭63-146029号、米国特許第3,779,
778号、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、欧州特許第
126,712号等に記載の放射線によって酸を発生する化合物を使用することができる
。また、公知の方法で製造した化合物を使用してもよい。酸発生剤(B)は、2種以上を
組み合わせて用いてもよい。
酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)
で表される塩(以下「酸発生剤(B1)」という場合がある)である。
Figure 0007259097000083
[式(B1)中、
及びQは、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1~6のペルフルオロアルキ
ル基を表す。
b1は、単結合又は炭素数1~24の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭
化水素基に含まれる-CH-は、-O-又は-CO-に置き換わっていてもよく、該2
価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されてい
てもよい。
Yは、フッ素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は置換基を有していてもよい
炭素数3~18の脂環式炭化水素基を表し、該脂環式炭化水素基に含まれる-CH-は
、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わっていてもよい。
は、有機カチオンを表す。]
及びQのペルフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペルフルオ
ロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチ
ル基、ペルフルオロsec-ブチル基、ペルフルオロtert-ブチル基、ペルフルオロ
ペンチル基及びペルフルオロヘキシル基等が挙げられる。
及びQは、互いに独立に、フッ素原子又はトリフルオロメチル基であることが好
ましく、ともにフッ素原子であることがより好ましい。
b1の2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルカンジイル基、分岐状アルカンジ
イル基、単環式又は多環式の2価の脂環式飽和炭化水素基が挙げられ、これらの基のうち
2種以上を組合せることにより形成される基でもよい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4
-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1
,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1
,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、ドデカン-1,12-ジイル基、
トリデカン-1,13-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基、ペンタデカン-
1,15-ジイル基、ヘキサデカン-1,16-ジイル基及びヘプタデカン-1,17-
ジイル基等の直鎖状アルカンジイル基;
エタン-1,1-ジイル基、プロパン-1,1-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル
基、プロパン-2,2-ジイル基、ペンタン-2,4-ジイル基、2-メチルプロパン-
1,3-ジイル基、2-メチルプロパン-1,2-ジイル基、ペンタン-1,4-ジイル
基、2-メチルブタン-1,4-ジイル基等の分岐状アルカンジイル基;
シクロブタン-1,3-ジイル基、シクロペンタン-1,3-ジイル基、シクロヘキサ
ン-1,4-ジイル基、シクロオクタン-1,5-ジイル基等のシクロアルカンジイル基
である単環式の2価の脂環式飽和炭化水素基;
ノルボルナン-1,4-ジイル基、ノルボルナン-2,5-ジイル基、アダマンタン-
1,5-ジイル基、アダマンタン-2,6-ジイル基等の多環式の2価の脂環式飽和炭化
水素基等が挙げられる。
b1の2価の飽和炭化水素基に含まれる-CH-が-O-又は-CO-で置き換わ
った基としては、例えば、式(b1-1)~式(b1-3)のいずれかで表される基が挙
げられる。なお、式(b1-1)~式(b1-3)及び下記の具体例において、*は-Y
との結合手を表す。
Figure 0007259097000084
[式(b1-1)中、
b2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。
b3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、
b4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。
b5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、
b6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。
b7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。]
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。
b2は、好ましくは単結合である。
b3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。
b4は、好ましくは炭素数1~8の2価の飽和炭化水素基であり、該2価の飽和炭化
水素基に含まれる水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
b5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。
b6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。
b7は、好ましくは単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基であり、該飽
和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよく
、該2価の飽和炭化水素基に含まれるメチレン基は酸素原子又はカルボニル基に置き換わ
っていてもよい。
b1の2価の飽和炭化水素基に含まれる-CH-が-O-又は-CO-で置き換わ
った基としては、式(b1-1)又は式(b1-3)で表される基が好ましい。
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。
Figure 0007259097000085
[式(b1-4)中、
b8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、
b9は、炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表す。
b10は、単結合又は炭素数1~19の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい

ただし、Lb9及びLb10の合計炭素数は20以下である。
式(b1-6)中、
b11は、炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表す。
b12は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい

ただし、Lb11及びLb12の合計炭素数は21以下である。
式(b1-7)中、
b13は、炭素数1~19の2価の飽和炭化水素基を表す。
b14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。
b15は、単結合又は炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい

ただし、Lb13~Lb15の合計炭素数は19以下である。
式(b1-8)中、
b16は、炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表す。
b17は、炭素数1~18の2価の飽和炭化水素基を表す。
b18は、単結合又は炭素数1~17の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子又はヒドロキシ基に置換されていてもよい

ただし、Lb16~Lb18の合計炭素数は19以下である。]
b8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。
b9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。
b10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。
b11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。
b12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。
b13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。
b14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。
b15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。
b16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。
b17は、好ましくは炭素数1~6の2価の飽和炭化水素基である。
b18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。
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。
Figure 0007259097000086
[式(b1-9)中、
b19は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b20は、単結合又は炭素数1~23の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換さ
れていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基
に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に置
換されていてもよい。
ただし、Lb19及びLb20の合計炭素数は23以下である。
式(b1-10)中、
b21は、単結合又は炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b22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。
b23は、単結合又は炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換
されていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル
基に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に
置換されていてもよい。
ただし、Lb21~Lb23の合計炭素数は21以下である。
式(b1-11)中、
b24は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子に置換されていてもよい。
b25は、炭素数1~21の2価の飽和炭化水素基を表す。
b26は、単結合又は炭素数1~20の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和
炭化水素基に含まれる水素原子は、フッ素原子、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基に置換
されていてもよい。該アシルオキシ基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル
基に置き換わっていてもよく、該アシルオキシ基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基に
置換されていてもよい。
ただし、Lb24~Lb26の合計炭素数は21以下である。]
式(b1-10)及び式(b1-11)においては、2価の飽和炭化水素基に含まれる
水素原子がアシルオキシ基に置換されている場合、アシルオキシ基の炭素数、エステル結
合中のCO及びOの数をも含めて、該2価の飽和炭化水素基の炭素数とする。
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。
置換基を有するアシルオキシ基としては、オキソアダマンチルカルボニルオキシ基、ヒ
ドロキシアダマンチルカルボニルオキシ基、オキソシクロヘキシルカルボニルオキシ基、
ヒドロキシシクロヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
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。
Figure 0007259097000087
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。
Figure 0007259097000088
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。
Figure 0007259097000089
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。
Figure 0007259097000090
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。
Figure 0007259097000091
式(b1-2)で表される基としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0007259097000092
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。
Figure 0007259097000093
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。
Figure 0007259097000094
Figure 0007259097000095
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。
Figure 0007259097000096
Yで表される脂環式炭化水素基としては、式(Y1)~式(Y11)、式(Y36)~
式(Y38)で表される基が挙げられる。
Yで表される脂環式炭化水素基に含まれる-CH-が-O-、-SO-又は-CO
-で置き換わる場合、その数は1つでもよいし、2以上の複数でもよい。そのような基と
しては、式(Y12)~式(Y35)、式(Y39)、式(Y40)で表される基が挙げ
られる。
Figure 0007259097000097
Figure 0007259097000098
なかでも、好ましくは式(Y1)~式(Y20)、式(Y30)、式(Y31)のいず
れかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y15)、式(Y16)、
式(Y20)、式(Y30)又は式(Y31)で表される基であり、さらに好ましくは式
(Y11)、式(Y15)又は式(Y30)で表される基である。
Yが式(Y28)~式(Y33)、式(Y39)、式(Y40)等のスピロ環を構成す
る場合には、2つの酸素間のアルカンジイル基は、1以上のフッ素原子を有することが好
ましい。また、ケタール構造に含まれるアルカンジイル基のうち、酸素原子に隣接するメ
チレン基には、フッ素原子が置換されていないものが好ましい。
Yで表されるメチル基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数3~1
6の脂環式炭化水素基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシ基又は-
(CHja-O-CO-Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1~16のアルキル基、
炭素数3~16の1価の脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の1価の芳香族炭化水素基
を表す。jaは、0~4の整数を表す)等が挙げられる。
Yで表される脂環式炭化水素基の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ヒド
ロキシ基で置換されていてもよい炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~16の脂環式
炭化水素基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~18の芳香族炭化水素基、炭素
数7~21のアラルキル基、炭素数2~4のアシル基、グリシジルオキシ基又は-(CH
ja-O-CO-Rb1基(式中、Rb1は、炭素数1~16のアルキル基、炭素数
3~16の脂環式炭化水素基又は炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表す。jaは、0
~4のいずれかの整数を表す)等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられ
る。
脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基、メチルシ
クロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ノ
ルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、p-メ
チルフェニル基、p-tert-ブチルフェニル基、p-アダマンチルフェニル基;トリ
ル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、2,6
-ジエチルフェニル基、2-メチル-6-エチルフェニル等のアリール基等が挙げられる

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基
、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシ
ル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシ
ル基、ドデシル基等が挙げられる。
ヒドロキシ基で置換されているアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシ
エチル基等のヒドロキシアルキル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチ
ルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基
及びドデシルオキシ基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメ
チル基及びナフチルエチル基等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基及びブチリル基等が挙げられ
る。
Yとしては、以下のものが挙げられる。
Figure 0007259097000099
Yがメチル基であり、かつLb1が炭素数1~17の2価の直鎖状又は分岐状飽和炭化
水素基である場合、Yとの結合位置にある該2価の飽和炭化水素基の-CH-は、-O
-又は-CO-に置き換わっていることが好ましい。
Yは、好ましくは、フッ素原子、トリフルオロメチル基又は置換基を有していてもよい
炭素数3~18の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは、フッ素原子、トリフルオロ
メチル基又は置換基を有していてもよいアダマンチル基であり、該脂環式炭化水素基又は
アダマンチル基を構成するメチレン基は酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き
換わっていてもよい。Yは、さらに好ましくはフッ素原子、トリフルオロメチル基、アダ
マンチル基、ヒドロキシアダマンチル基、オキソアダマンチル基又は下記で表される基で
ある。
Figure 0007259097000100
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、式(B1-A-1)~
式(B1-A-57)で表されるアニオン〔以下、式番号に応じて「アニオン(B1-A
-1)」等という場合がある。〕が好ましく、式(B1-A-1)~式(B1-A-4)
、式(B1-A-9)、式(B1-A-10)、式(B1-A-24)~式(B1-A-
33)、式(I-A-36)~式(I-A-40)、式(I-A-47)、式(B1-A
-47)~式(B1-A-57)のいずれかで表されるアニオンがより好ましい。
Figure 0007259097000101
Figure 0007259097000102
Figure 0007259097000103
Figure 0007259097000104
Figure 0007259097000105
Figure 0007259097000106
Figure 0007259097000107
Figure 0007259097000108
ここでRi2~Ri7は、例えば、炭素数1~4のアルキル基、好ましくはメチル基又
はエチル基である。Ri8は、例えば、炭素数1~12の脂肪族炭化水素基、好ましくは
炭素数1~4のアルキル基、炭素数5~12の脂環式炭化水素基又はこれらを組合せるこ
とにより形成される基、より好ましくはメチル基、エチル基、シクロヘキシル基又はアダ
マンチル基である。Lは、単結合又は炭素数1~4のアルカンジイル基である。
及びQは、上記と同じである。
式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、具体的には、特開20
10-204646号公報に記載されたアニオンが挙げられる。
好ましい式(B1)で表される塩におけるスルホン酸アニオンとしては、式(B1a-
1)~式(B1a-36)でそれぞれ表されるアニオンが挙げられる。
Figure 0007259097000109
Figure 0007259097000110
Figure 0007259097000111
Figure 0007259097000112
なかでも、式(B1a-1)~式(B1a-3)及び式(B1a-7)~式(B1a-
16)、式(B1a-18)、式(B1a-19)、式(B1a-22)~式(B1a-
24)のいずれかで表されるアニオンが好ましく、式(B1a-1)~式(B1a-3)
及び式(B1a-7)~式(B1a-16)、式(B1a-18)、式(B1a-19)
、式(B1a-22)~式(B1a-36)のいずれかで表されるアニオンがより好まし
い。
の有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、例えば、有機スルホニウムカチ
オン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチ
オン、有機ホスホニウムカチオン等が挙げられ、好ましくは有機スルホニウムカチオン又
は有機ヨードニウムカチオンが挙げられ、より好ましくはアリールスルホニウムカチオン
が挙げられる。
式(B1)中のZは、上述したカチオン(b2-1)~カチオン(b2-4)のいず
れかで表されるカチオンが好ましい。
酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び上述の有機カチオンの組合せであ
り、これらは任意に組合せることができる。酸発生剤(B1)としては、好ましくは式(
B1a-1)~式(B1a-3)及び式(B1a-7)~式(B1a-16)のいずれか
で表されるアニオンとカチオン(b2-1)又はカチオン(b2-3)との組合せが挙げ
られる。
酸発生剤(B1)としては、好ましくは式(B1-1)~式(B1-50)でそれぞれ
表されるものが挙げられる、中でも式(B1-1)、式(B1-2)、式(B1-3)、
式(B1-5)、式(B1-6)、式(B1-7)、式(B1-11)、式(B1-12
)、式(B1-13)、式(B1-14)、式(B1-17)、式(B1-20)~式(
B1-26)、式(B1-29)、式(B1-31)~式(B1-50)でそれぞれ表さ
れるものがより好ましく、式(B1-1)、式(B1-2)、式(B1-3)、式(B1
-5)、式(B1-6)、式(B1-7)、式(B1-11)、式(B1-12)、式(
B1-13)、式(B1-14)、式(B1-17)、式(B1-20)、式(B1-2
1)、式(B1-23)、式(B1-24)、式(B1-25)、式(B1-26)、式
(B1-29)、式(B1-31)、式(B1-32)、式(B1-33)、式(B1-
34)、式(B1-35)、式(B1-36)、式(B1-37)、式(B1-38)、
式(B1-39)、式(B1-40)、式(B1-43)~式(B1-50)でそれぞれ
表されるものがさらに好ましい。
Figure 0007259097000113
Figure 0007259097000114
Figure 0007259097000115
Figure 0007259097000116
Figure 0007259097000117
Figure 0007259097000118
Figure 0007259097000119

Figure 0007259097000120
本発明のレジスト組成物においては、酸発生剤の含有率は、樹脂(A)100質量部に
対して、好ましくは1質量部以上、好ましくは40質量部以下である。本発明のレジスト
組成物は、酸発生剤(B)の1種を単独で含有してもよく、複数種を含有してもよい。
〈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。
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。
〈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。
〈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。
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。
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。
〈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<pK
a<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。
Figure 0007259097000121
弱酸分子内塩(D)としては、以下の塩が挙げられる。
Figure 0007259097000122
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。
〈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。
〈レジスト組成物の調製〉
本発明のレジスト組成物は、フッ素発生剤(IA)又はフッ素発生剤(IB)、式(I
Ia)で表される部分構造を有する化合物及び酸発生剤(B)、並びに、必要に応じて用
いられる樹脂(X)、クエンチャー(C)、溶剤(E)及びその他の成分(F)を混合す
ることにより調製することができる。混合順は任意であり、特に限定されるものではない
。混合する際の温度は、10~40℃から、樹脂等の種類や樹脂等の溶剤(E)に対する
溶解度等に応じて適切な温度を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.
5~24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく
、攪拌混合等を用いることができる。
各成分を混合した後は、孔径0.003~0.2μm程度のフィルターを用いてろ過す
ることが好ましい。
<レジストパターンの製造方法>
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
レジスト組成物を基板上に塗布するには、スピンコーター等、通常、用いられる装置に
よって行うことができる。基板としては、シリコンウェハ等の無機基板が挙げられる。レ
ジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄してもよいし、基板上に反射防止膜等が形成さ
れていてもよい。
塗布後の組成物を乾燥することにより、溶剤を除去し、組成物層を形成する。乾燥は、
例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させること(いわゆるプリベー
ク)により行うか、あるいは減圧装置を用いて行う。加熱温度は50~200℃が好まし
く、加熱時間は10~180秒間が好ましい。また、減圧乾燥する際の圧力は、1~1.
0×105Pa程度が好ましい。
得られた組成物層に、通常、露光機を用いて露光する。露光機は、液浸露光機であって
もよい。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマ
レーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレ
ーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を
波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの、電子線や、超
紫外光(EUV)を照射するもの等、種々のものを用いることができる。本明細書におい
て、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という場合がある。露光の際、通
常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源が電子線の
場合は、マスクを用いずに直接描画により露光してもよい。
露光後の組成物層を、酸不安定基における脱保護反応を促進するために加熱処理(いわ
ゆるポストエキスポジャーベーク)を行う。加熱温度は、通常50~200℃程度、好ま
しくは70~150℃程度である。
加熱後の組成物層を、通常、現像装置を用いて、現像液を利用して現像する。現像方法
としては、ディップ法、パドル法、スプレー法、ダイナミックディスペンス法等が挙げら
れる。現像温度は5~60℃が好ましく、現像時間は5~300秒間が好ましい。現像液
の種類を以下のとおりに選択することにより、ポジ型レジストパターン又はネガ型レジス
トパターンを製造できる。
本発明のレジスト組成物からポジ型レジストパターンを製造する場合は、現像液として
アルカリ現像液を用いる。アルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水
溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2-ヒドロキシ
エチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
アルカリ現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。
現像後レジストパターンを超純水で洗浄し、次いで、基板及びパターン上に残った水を
除去することが好ましい。
本発明のレジスト組成物からネガ型レジストパターンを製造する場合は、現像液として
有機溶剤を含む現像液(以下「有機系現像液」という場合がある)を用いる。
有機系現像液に含まれる有機溶剤としては、2-ヘキサノン、2-ヘプタノン等のケト
ン溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエ
ステル溶剤;酢酸ブチル等のエステル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル等
のグリコールエーテル溶剤;N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;アニソール
等の芳香族炭化水素溶剤等が挙げられる。
有機系現像液中、有機溶剤の含有率は、90質量%以上100質量%以下が好ましく、
95質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に有機溶剤のみであることがさ
らに好ましい。
中でも、有機系現像液としては、酢酸ブチル及び/又は2-ヘプタノンを含む現像液が
好ましい。有機系現像液中、酢酸ブチル及び2-ヘプタノンの合計含有率は、50質量%
以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、実
質的に酢酸ブチル及び/又は2-ヘプタノンのみであることがさらに好ましい。
有機系現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。また、有機系現像液には、微量
の水分が含まれていてもよい。
現像の際、有機系現像液とは異なる種類の溶剤に置換することにより、現像を停止して
もよい。
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。
〈用途〉
本発明のレジスト組成物は、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエ
キシマレーザ露光用のレジスト組成物、電子線(EB)露光用のレジスト組成物又はEU
V露光用のレジスト組成物、特に電子線(EB)露光用のレジスト組成物又はEUV露光
用のレジスト組成物として好適であり、半導体の微細加工に有用である。
実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。例中、含有量ないし使用量を表す
「%」及び「部」は、特記しないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで下記条件により求めた
値である。
装置:HLC-8120GPC型(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
樹脂の合成
樹脂の合成において使用した化合物(モノマー)を下記に示す。
Figure 0007259097000123
以下、これらのモノマーを式番号に応じて「モノマー(a1-1-1)」等という。
合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a6-3-1)、モノマー(II-1)、モノマー(a2
-1-1)及びモノマー(a3-1-1)を、そのモル比〔モノマー(a6-3-1):
モノマー(II-1):モノマー(a2-1-1):モノマー(a3-1-1)〕が、1
0:30:10:50の割合となるように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モ
ノマーの合計質量に対して、2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
ートを混合した。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、1.5mol%及び4
.5mol%添加し、これらを72℃で約6時間加熱した。得られた反応混合物を、大量
のn-ヘプタンに注ぎ樹脂を析出させ、ろ過・回収することにより、重量平均分子量が約
4.4×10である樹脂A1(共重合体)を収率76%で得た。この樹脂A1は、以下
の構造単位を有するものである。
Figure 0007259097000124
合成例2〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a6-3-1)、モノマー(II-4)、モノマー(a2
-1-1)及びモノマー(a3-1-1)を、そのモル比〔モノマー(a6-3-1):
モノマー(II-4):モノマー(a2-1-1):モノマー(a3-1-1)〕が、1
0:30:10:50の割合となるように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モ
ノマーの合計質量に対して、2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
ートを混合した。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、1.5mol%及び4
.5mol%添加し、これらを72℃で約6時間加熱した。得られた反応混合物を、大量
のn-ヘプタンに注ぎ樹脂を析出させ、ろ過・回収することにより、重量平均分子量が約
5.1×10である樹脂A2(共重合体)を収率68%で得た。この樹脂A2は、以下
の構造単位を有するものである。
Figure 0007259097000125
合成例3〔樹脂A3の合成〕
モノマーとして、モノマー(a6-3-1)、モノマー(a1-1-3)、モノマー(
a1-2-6)、モノマー(II-1)、モノマー(a2-1-1)及びモノマー(a3
-1-1)を、そのモル比〔モノマー(a6-3-1):モノマー(a1-1-3):モ
ノマー(a1-2-6):モノマー(II-1):モノマー(a2-1-1):モノマー
(a3-1-1)〕が、5:10:30:15:10:30の割合となるように混合し、
さらに、このモノマー混合物に、全モノマーの合計質量に対して、2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混合した。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、1.5mol%及び4.5mol%添加し、これらを72℃で約6時間加
熱した。得られた反応混合物を、大量のn-ヘプタンに注ぎ樹脂を析出させ、ろ過・回収
することにより、重量平均分子量が約5.2×10である樹脂A3(共重合体)を収率
76%で得た。この樹脂A3は、以下の構造単位を有するものである。
Figure 0007259097000126
合成例4〔樹脂AX1の合成〕
モノマーとして、モノマー(IIX-1)及びモノマー(a1-4-2)を、そのモル
比〔モノマー(IIX-1):モノマー(a1-4-2)〕が、50:50の割合となる
ように混合し、さらに、このモノマー混合物に、全モノマーの合計質量に対して、2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混合した。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、1.2mol%及び3.6mol%添加し、これらを75
℃で約6時間加熱した。その後、重合反応液に、p-トルエンスルホン酸水溶液を加え、
2時間攪拌した後、分液した。回収された有機層を、大量のn-ヘプタンに注ぎ樹脂を析
出させ、ろ過・回収することにより、重量平均分子量が約6.0×10である樹脂AX
1(共重合体)を収率63%で得た。この樹脂AX1は、以下の構造単位を有するもので
ある。
Figure 0007259097000127
<レジスト組成物の調製>
表1に示す各成分を混合して溶解することにより得られた混合物を孔径0.2μmのフ
ッ素樹脂製フィルターで濾過し、レジスト組成物を調製した。
Figure 0007259097000128
<樹脂>
A1~A3、AX1:樹脂A1~樹脂A3、樹脂AX1
<酸発生剤(B)>
B1-41:式(B1-41)で表される塩
Figure 0007259097000129
<フッ素発生剤>
IA-2:式(IA-2)で表される化合物
IA-3:式(IA-3)で表される化合物
IA-7:式(IA-7)で表される化合物
IA-12:式(IA-12)で表される化合物
Figure 0007259097000130
IB-1:式(IB-1)で表される化合物
Figure 0007259097000131
<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 305部
γ-ブチロラクトン 5部
(レジスト組成物の電子線露光評価)
6インチのシリコンウェハを、ダイレクトホットプレート上で、ヘキサメチルジシラザ
ンを用いて90℃で60秒処理した。このシリコンウェハに、レジスト組成物を、組成物
層の膜厚が0.04μmとなるようにスピンコートした。その後、ダイレクトホットプレ
ート上で、表1の「PB」欄に示す温度で60秒間プリベークして組成物層を形成した。ウ
ェハ上に形成された組成物層に、電子線描画機〔(株)日立製作所製の「HL-800D
50keV」〕を用い、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを
直接描画した。
露光後、ホットプレート上にて表1の「PEB」欄に示す温度で60秒間ポストエキスポ
ジャーベークを行い、さらに2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液で60秒間のパドル現像を行うことにより、レジストパターンを得た。
解像度評価:レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、200nmを解像してい
るものをA、200nmを解像していないものはBとした。
これらの結果を表2に示す。括弧内の数値は解像度(nm)を示す。
Figure 0007259097000132
上記の結果から、本発明のレジスト組成物によれば、良好な解像度でレジストパターン
を製造することができることがわかる。
本発明のレジスト組成物は、得られるレジストパターンの解像度が良好であるため、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。

Claims (2)

  1. 式(IB)で表される化合物と、
    式(II)で表される化合物に由来する構造単位を含む樹脂と、
    酸発生剤と、を含有するレジスト組成物。
    Figure 0007259097000133
    [式(IB)中、
    は、式(b2-1)~式(b2-4)のいずれかで表されるカチオンを表す。
    式(II)中、
    1’、R2’及びR3’は、それぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基を表す。
    は、水素原子又はメチル基を表す。]
    Figure 0007259097000134
    [式(b2-1)~式(b2-4)において、
    b4 ~R b6 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。
    b4 とR b5 とは、それらが結合する硫黄原子とともに環を形成してもよく、該環に含まれる-CH -は、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わってもよい。
    b7 及びR b8 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R b7 は同一であっても異なってもよく、n2が2以上のとき、複数のR b8 は同一であっても異なってもよい。
    b9 及びR b10 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。
    b9 とR b10 とは、それらが結合する硫黄原子とともに環を形成してもよく、該環に含まれる-CH -は、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わってもよい。
    b11 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。
    b12 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。
    b11 とR b12 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-CH -は、-O-、-SO-又は-CO-に置き換わってもよい。
    b13 ~R b18 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。
    b31 は、-S-又は-O-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R b13 は同一であっても異なってもよく、p2が2以上のとき、複数のR b14 は同一であっても異なってもよく、q2が2 以上のとき、複数のR b15 は同一であっても異なってもよく、r2が2以上のとき、複数のR b16 は同一であっても異なってもよく、s2が2以上のとき、複数のR b17 は同一であっても異なってもよく、t2が2以上のとき、複数のR b18 は同一であっても異なってもよい。]
  2. 1’、R2’及びR3’の少なくとも一つがフェニル基である請求項1に記載のレジスト組成物。
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