KR102612641B1 - Resist composition, method of forming resist pattern and compound - Google Patents

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Abstract

(과제) 레지스트 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법 및 화합물의 제공.
(해결 수단) 노광에 의해 산을 발생하고, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 레지스트 조성물로서, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분과, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분을 함유하는 레지스트 조성물. 지지체 상에, 상기 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정, 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 레지스트 패턴 형성 방법. [식 (d0) 중, R1 및 R2 는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 C1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형, 고리형의 탄화수소기. 단, 카르보닐기 또는 술포닐기에 인접하는 탄소 원자에 결합하는 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 프로톤 억셉터성 관능기를 갖지 않는다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온. m 은 1 이상의 정수.]
[화학식 1]

Figure 112016117061018-pat00069
(Project) Provision of resist compositions, resist pattern formation methods, and compounds.
(Solution) A resist composition that generates acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid, comprising an acid generator component that generates acid upon exposure and a compound represented by general formula (d0). A resist composition containing a photobase activator component. A resist pattern forming method comprising the steps of forming a resist film using the resist composition on a support, exposing the resist film, and developing the exposed resist film to form a resist pattern. [In formula (d0), R 1 and R 2 are each independently a C1-C20 chain, branched, or cyclic hydrocarbon group that may have a substituent. However, the substituent bonded to the carbon atom adjacent to the carbonyl group or sulfonyl group does not have a group having a halogen atom, an aromatic group, or a proton acceptor functional group. M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]
[Formula 1]
Figure 112016117061018-pat00069

Description

레지스트 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법 및 화합물{RESIST COMPOSITION, METHOD OF FORMING RESIST PATTERN AND COMPOUND}Resist composition, resist pattern forming method and compound {RESIST COMPOSITION, METHOD OF FORMING RESIST PATTERN AND COMPOUND}

본 발명은 레지스트 조성물, 레지스트 패턴 형성 방법 및 화합물에 관한 것이다. The present invention relates to resist compositions, methods and compounds for forming resist patterns.

리소그래피 기술에 있어서는, 예를 들어 기판 상에 레지스트 재료로 이루어지는 레지스트막을 형성하고, 그 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 개재하여, 광, 전자선 등의 방사선으로 선택적 노광을 실시하고, 현상 처리를 실시함으로써, 상기 레지스트막에 소정 형상의 레지스트 패턴을 형성하는 공정이 실시된다. In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, the resist film is selectively exposed to radiation such as light or electron beam through a mask on which a predetermined pattern is formed, and development is performed. By carrying out the treatment, a process of forming a resist pattern of a predetermined shape is performed on the resist film.

노광한 부분이 현상액에 용해되는 특성으로 변화하는 레지스트 재료를 포지티브형, 노광한 부분이 현상액에 용해되지 않는 특성으로 변화하는 레지스트 재료를 네거티브형이라고 한다. A resist material whose exposed portion changes in properties to be soluble in a developer is called a positive type, and a resist material whose exposed portions change to a property that does not dissolve in a developer is called a negative type.

최근, 반도체 소자나 액정 표시 소자의 제조에 있어서는, 리소그래피 기술의 진보에 의해 급속히 패턴의 미세화가 진행되고 있다. Recently, in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, patterns have been rapidly refined due to advances in lithography technology.

미세화의 수법으로는, 일반적으로, 노광 광원의 단파장화 (고에너지화) 가 실시되고 있다. 구체적으로는, 종래에는 g 선, i 선으로 대표되는 자외선이 사용되고 있었지만, 현재는 KrF 엑시머 레이저나, ArF 엑시머 레이저를 사용한 반도체 소자의 양산이 개시되고 있다. 또, 이들 엑시머 레이저보다 단파장 (고에너지) 의 전자선, EUV (극자외선) 나 X 선 등에 대해서도 검토가 실시되고 있다.As a technique for miniaturization, shortening the wavelength (higher energy) of the exposure light source is generally implemented. Specifically, conventionally, ultraviolet rays represented by g-rays and i-rays have been used, but currently, mass production of semiconductor devices using KrF excimer lasers and ArF excimer lasers has begun. In addition, electron beams with shorter wavelengths (higher energy) than these excimer lasers, EUV (extreme ultraviolet rays), and X-rays are also being examined.

레지스트 재료에는, 이들 노광 광원에 대한 감도, 미세한 치수의 패턴을 재현할 수 있는 해상성 등의 리소그래피 특성이 요구된다. Resist materials are required to have lithographic properties such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing fine-dimensional patterns.

이와 같은 요구를 만족시키는 레지스트 재료로서, 종래, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 기재 성분과, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분을 함유하는 화학 증폭형 레지스트 조성물이 사용되고 있다. 예를 들어 상기 현상액이 알칼리 현상액 (알칼리 현상 프로세스) 인 경우, 포지티브형의 화학 증폭형 레지스트 조성물로는, 산의 작용에 의해 알칼리 현상액에 대한 용해성이 증대하는 수지 성분 (베이스 수지) 과, 산 발생제 성분을 함유하는 것이 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 레지스트 조성물을 사용하여 형성되는 레지스트막은, 레지스트 패턴 형성시에 선택적 노광을 실시하면, 노광부에 있어서, 산 발생제 성분으로부터 산이 발생하고, 그 산의 작용에 의해 베이스 수지의 극성이 증대하여, 노광부가 알칼리 현상액에 대하여 가용이 된다. 그 때문에 알칼리 현상함으로써, 미노광부가 패턴으로서 남는 포지티브형 패턴이 형성된다. 한편, 유기 용제를 포함하는 현상액 (유기계 현상액) 을 사용한 용제 현상 프로세스를 적용한 경우, 베이스 수지의 극성이 증대하면, 상대적으로 유기계 현상액에 대한 용해성이 저하되기 때문에, 레지스트막의 미노광부가 유기계 현상액에 의해 용해, 제거되어, 노광부가 패턴으로서 남는 네거티브형 레지스트 패턴이 형성된다. 이와 같이 네거티브형 레지스트 패턴을 형성하는 용제 현상 프로세스를 네거티브형 현상 프로세스라고 하는 경우가 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).As a resist material that satisfies such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base component whose solubility in a developer solution changes due to the action of an acid and an acid generator component that generates acid upon exposure has been conventionally used. . For example, when the developer is an alkaline developer (alkaline development process), the positive-type chemically amplified resist composition includes a resin component (base resin) whose solubility in the alkaline developer increases by the action of an acid, and an acid-generated resist composition. Products containing these ingredients are commonly used. When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed during formation of a resist pattern, acid is generated from the acid generator component in the exposed area, and the polarity of the base resin increases due to the action of the acid. The exposed area is soluble in alkaline developer. Therefore, through alkali development, a positive pattern is formed in which the unexposed portion remains as a pattern. On the other hand, when a solvent development process using a developer containing an organic solvent (organic developer) is applied, as the polarity of the base resin increases, the solubility in the organic developer relatively decreases, so that the unexposed portion of the resist film is exposed to the organic developer. It is dissolved and removed, forming a negative resist pattern in which the exposed portion remains as a pattern. In this way, the solvent development process for forming a negative resist pattern is sometimes referred to as a negative development process (for example, patent document 1).

일반적으로, 레지스트 조성물에는, 기재 성분과 산 발생제 성분에 더하여, 노광에 의해 예를 들어 산 발생제로부터 발생하는 산의 확산을 제어하기 위해서, 아민 성분 등의 퀀처 성분이 적합하게 배합되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2). 이러한 레지스트 조성물에 있어서는, 레지스트 조성물을 조제하여 일정한 기간 보존됨으로써, 아민 성분과 다른 배합 성분이 상호 작용하는 것에 기인하여, 보존 전후에서 형성되는 레지스트 패턴의 치수가 변동한다는 문제가 있었다. Generally, in a resist composition, in addition to the base component and the acid generator component, a quencher component such as an amine component is appropriately blended in order to control the diffusion of an acid generated from the acid generator during exposure (for example, For example, patent document 2). In such resist compositions, there is a problem that when the resist composition is prepared and stored for a certain period of time, the dimensions of the resist pattern formed before and after storage vary due to the interaction between the amine component and other compounding components.

이에 대해, 예를 들어 특허문헌 2 에서는, 퀀처 성분으로서, 특정한 2 종의 성분을 조합함으로써, 보존 기간 중의 다른 배합 성분의 분해 (시간 경과적 열화) 를 억제하고 있다. In contrast, for example, in Patent Document 2, decomposition (deterioration over time) of other blended components during the storage period is suppressed by combining two specific types of components as quencher components.

일본 공개특허공보 2009-025723호Japanese Patent Publication No. 2009-025723 일본 공개특허공보 2013-3512호Japanese Patent Publication No. 2013-3512

레지스트 패턴의 미세화가 점점 진행되는 가운데, 레지스트 재료에는, 양호한 리소그래피 특성이 보다 한층 요구된다. 레지스트 재료의 시간 경과적 영향에 의한 치수 변동을 억제하고, 또한 양호한 리소그래피 특성을 달성하기 위해서, 레지스트 재료에는 아직 개량의 여지가 있었다. As resist patterns become increasingly finer, resist materials are increasingly required to have good lithographic properties. There is still room for improvement in resist materials in order to suppress dimensional changes due to the effect of resist materials over time and to achieve good lithographic properties.

그러나, 퀀치 효율이 높은 화합물은 시간 경과적 리스크도 크고, 반대로, 시간 경과적 리스크가 작은 화합물은 퀀치 효율도 낮기 때문에, 시간 경과적 영향에 의한 치수 변동을 억제하는 것과 퀀치 효율을 확보하는 것에 의한 리소그래피 특성의 향상은 양립이 곤란하였다. However, compounds with high quench efficiency have a large time-lapse risk, and conversely, compounds with a small time-lapse risk have low quench efficiency, so suppressing dimensional changes due to effects over time and ensuring quench efficiency It was difficult to achieve both improvement in lithography characteristics.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 시간 경과적 영향에 의한 치수 변동을 억제하고, 또한 리소그래피 특성이 양호한 레지스트 조성물, 및 그 레지스트 조성물을 사용한 레지스트 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention was made in view of the above circumstances, and its object is to provide a resist composition that suppresses dimensional changes due to effects over time and has good lithographic properties, and a method of forming a resist pattern using the resist composition.

본 발명의 제 1 양태는, 노광에 의해 산을 발생하고, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 레지스트 조성물로서, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) 와, 하기 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분 (D0) 을 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물이다. A first aspect of the present invention is a resist composition that generates an acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid, comprising an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure, and the following general components: A resist composition characterized by containing a photobase quencher component (D0) containing a compound represented by the formula (d0).

본 발명의 제 2 양태는, 상기 제 1 양태의 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정, 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 레지스트 패턴 형성 방법이다. A second aspect of the present invention provides a resist pattern comprising the steps of forming a resist film using the resist composition of the first aspect, exposing the resist film, and developing the exposed resist film to form a resist pattern. It is a method of formation.

본 발명의 제 3 양태는, 하기 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물이다. The third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (d0).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112016117061018-pat00001
Figure 112016117061018-pat00001

[식 중, R1 은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R2 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

본 발명에 의하면, 시간 경과적 영향에 의한 치수 변동을 억제하고, 또한 리소그래피 특성이 양호한 레지스트 조성물, 및 그 레지스트 조성물을 사용한 레지스트 패턴 형성 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a resist composition that suppresses dimensional changes due to effects over time and has good lithographic properties, and a method of forming a resist pattern using the resist composition.

본 명세서 및 본 특허 청구의 범위에 있어서, 「지방족」 이란, 방향족에 대한 상대적인 개념으로서, 방향족성을 갖지 않는 기, 화합물 등을 의미하는 것으로 정의한다. In this specification and the claims of this patent, “aliphatic” is a relative concept to aromatic, and is defined to mean a group, compound, etc. without aromaticity.

「알킬기」 는, 특별히 언급이 없는 한, 직사슬형, 분기사슬형 및 고리형의 1 가의 포화 탄화수소기를 포함하는 것으로 한다. 알콕시기 중의 알킬기도 동일하다. Unless otherwise specified, the term “alkyl group” includes linear, branched, and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The alkyl group in the alkoxy group is the same.

「알킬렌기」 는, 특별히 언급이 없는 한, 직사슬형, 분기사슬형 및 고리형의 2 가의 포화 탄화수소기를 포함하는 것으로 한다. Unless otherwise specified, the term “alkylene group” includes straight-chain, branched-chain, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.

「할로겐화알킬기」 는, 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 기이며, 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다. A “halogenated alkyl group” is a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group are replaced with halogen atoms, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

「불소화알킬기」 또는 「불소화알킬렌기」 는, 알킬기 또는 알킬렌기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환된 기를 말한다. “Fluorinated alkyl group” or “fluorinated alkylene group” refers to a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group or alkylene group are replaced with fluorine atoms.

「구성 단위」 란, 고분자 화합물 (수지, 중합체, 공중합체) 을 구성하는 모노머 단위 (단량체 단위) 를 의미한다. “Structural unit” means a monomer unit (monomer unit) that constitutes a high molecular compound (resin, polymer, copolymer).

「치환기를 갖고 있어도 된다」 라고 기재하는 경우, 수소 원자 (-H) 를 1 가의 기로 치환하는 경우와, 메틸렌기 (-CH2-) 를 2 가의 기로 치환하는 경우의 양방을 포함한다. When it is stated that “it may have a substituent,” it includes both the case of replacing the hydrogen atom (-H) with a monovalent group and the case of replacing the methylene group (-CH 2 -) with a divalent group.

「노광」 은, 방사선의 조사 전반을 포함하는 개념으로 한다. “Exposure” is a concept that includes the overall irradiation of radiation.

「아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위」 란, 아크릴산에스테르의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다. “Constitutive unit derived from acrylic acid ester” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylic acid ester.

「아크릴산에스테르」 는, 아크릴산 (CH2=CH-COOH) 의 카르복실기 말단의 수소 원자가 유기기로 치환된 화합물이다. “Acrylic acid ester” is a compound in which the hydrogen atom at the carboxyl group terminal of acrylic acid (CH 2 =CH-COOH) is substituted with an organic group.

아크릴산에스테르는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자를 치환하는 치환기 (Rα0) 는, 수소 원자 이외의 원자 또는 기이며, 예를 들어 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기 등을 들 수 있다. 또, 치환기 (Rα0) 가 에스테르 결합을 포함하는 치환기로 치환된 이타콘산디에스테르나, 치환기 (Rα0) 가 하이드록시알킬기나 그 수산기를 수식한 기로 치환된 α 하이드록시아크릴에스테르도 포함하는 것으로 한다. 또한, 아크릴산에스테르의 α 위치의 탄소 원자란, 특별히 언급이 없는 한, 아크릴산의 카르보닐기가 결합하고 있는 탄소 원자를 말한다. In the acrylic acid ester, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent. The substituent (R α0 ) that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position is an atom or group other than a hydrogen atom, and examples include an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, etc. there is. It also includes itaconic acid diesters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and α-hydroxyacrylic esters in which the substituent (R α0 ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a group modified with the hydroxyl group. do. In addition, unless otherwise specified, the carbon atom at the α position of acrylic acid ester refers to the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded.

이하, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환된 아크릴산에스테르를 α 치환 아크릴산에스테르라고 하는 경우가 있다. 또, 아크릴산에스테르와 α 치환 아크릴산에스테르를 포괄하여 「(α 치환)아크릴산에스테르」 라고 하는 경우가 있다. Hereinafter, acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position is replaced with a substituent may be referred to as α-substituted acrylic acid ester. In addition, acrylic acid ester and α-substituted acrylic acid ester are sometimes collectively referred to as “(α-substituted) acrylic acid ester.”

「아크릴아미드로부터 유도되는 구성 단위」 란, 아크릴아미드의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다. “Structural unit derived from acrylamide” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylamide.

아크릴아미드는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되고, 아크릴아미드의 아미노기의 수소 원자의 일방 또는 양방이 치환기로 치환되어 있어도 된다. 또한, 아크릴아미드의 α 위치의 탄소 원자란, 특별히 언급이 없는 한, 아크릴아미드의 카르보닐기가 결합하고 있는 탄소 원자이다. In acrylamide, the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent, and one or both hydrogen atoms of the amino group of acrylamide may be substituted with a substituent. Additionally, the carbon atom at the α position of acrylamide is the carbon atom to which the carbonyl group of acrylamide is bonded, unless otherwise specified.

아크릴아미드의 α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자를 치환하는 치환기로는, 상기 α 치환 아크릴산에스테르에 있어서, α 위치의 치환기로서 예시한 것 (치환기 (Rα0)) 과 동일한 것을 들 수 있다. The substituent that replaces the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position of acrylamide includes the same substituents as those exemplified as the substituent at the α position (substituent (R α0 )) in the α-substituted acrylate ester.

「하이드록시스티렌 혹은 하이드록시스티렌 유도체로부터 유도되는 구성 단위」 란, 하이드록시스티렌 혹은 하이드록시스티렌 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다. “Structural unit derived from hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of hydroxystyrene or hydroxystyrene derivative.

「하이드록시스티렌 유도체」 란, 하이드록시스티렌의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것, 그리고 그들의 유도체를 포함하는 개념으로 한다. 그들의 유도체로는, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 하이드록시스티렌의 수산기의 수소 원자를 유기기로 치환한 것;α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 하이드록시스티렌의 벤젠 고리에, 수산기 이외의 치환기가 결합한 것 등을 들 수 있다. 또한, α 위치 (α 위치의 탄소 원자) 란, 특별히 언급이 없는 한, 벤젠 고리가 결합하고 있는 탄소 원자를 말한다. “Hydroxystyrene derivatives” is a concept that includes those in which the hydrogen atom at the α position of hydroxystyrene is substituted with other substituents such as alkyl groups and halogenated alkyl groups, as well as derivatives thereof. Their derivatives include those obtained by replacing the hydrogen atom of the hydroxyl group of hydroxystyrene, where the hydrogen atom at the α position may be substituted with a substituent, with an organic group; the benzene ring of hydroxystyrene, where the hydrogen atom at the α position may be substituted with a substituent; Examples include those in which substituents other than hydroxyl groups are bonded. Additionally, the α position (carbon atom at the α position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.

하이드록시스티렌의 α 위치의 수소 원자를 치환하는 치환기로는, 상기 α 치환 아크릴산에스테르에 있어서, α 위치의 치환기로서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. Substituents that replace the hydrogen atom at the α position of hydroxystyrene include the same substituents as those exemplified as the substituent at the α position in the α-substituted acrylic acid ester.

「비닐벤조산 혹은 비닐벤조산 유도체로부터 유도되는 구성 단위」 란, 비닐벤조산 혹은 비닐벤조산 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다. “Structural unit derived from vinylbenzoic acid or vinylbenzoic acid derivative” means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of vinylbenzoic acid or vinylbenzoic acid derivative.

「비닐벤조산 유도체」 란, 비닐벤조산의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것, 그리고 그들의 유도체를 포함하는 개념으로 한다. 그들의 유도체로는, α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐벤조산의 카르복실기의 수소 원자를 유기기로 치환한 것;α 위치의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 비닐벤조산의 벤젠 고리에, 수산기 및 카르복실기 이외의 치환기가 결합한 것 등을 들 수 있다. 또한, α 위치 (α 위치의 탄소 원자) 란, 특별히 언급이 없는 한, 벤젠 고리가 결합하고 있는 탄소 원자를 말한다. The term “vinylbenzoic acid derivative” is a concept that includes those in which the hydrogen atom at the α position of vinylbenzoic acid is replaced with other substituents such as an alkyl group and a halogenated alkyl group, as well as derivatives thereof. Their derivatives include those in which the hydrogen atom of the carboxyl group of vinylbenzoic acid, where the hydrogen atom at the α position may be substituted with a substituent, is replaced with an organic group; Those to which a substituent other than a carboxyl group is bonded can be mentioned. Additionally, the α position (carbon atom at the α position) refers to the carbon atom to which the benzene ring is bonded, unless otherwise specified.

「스티렌 유도체」 란, 스티렌의 α 위치의 수소 원자가 알킬기, 할로겐화알킬기 등의 다른 치환기로 치환된 것도 포함하는 개념으로 한다. The term “styrene derivative” is intended to include those in which the hydrogen atom at the α position of styrene is substituted with another substituent such as an alkyl group or halogenated alkyl group.

「스티렌으로부터 유도되는 구성 단위」, 「스티렌 유도체로부터 유도되는 구성 단위」 란, 스티렌 또는 스티렌 유도체의 에틸렌성 이중 결합이 개열되어 구성되는 구성 단위를 의미한다. “Structural unit derived from styrene” and “structural unit derived from styrene derivative” mean a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of styrene or a styrene derivative.

상기 α 위치의 치환기로서의 알킬기는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 (메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기) 등을 들 수 있다. The alkyl group as the substituent at the α position is preferably a straight-chain or branched-chain alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, iso). butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group), etc.

또, α 위치의 치환기로서의 할로겐화알킬기는, 구체적으로는, 상기 「α 위치의 치환기로서의 알킬기」 의 수소 원자의 일부 또는 전부를 할로겐 원자로 치환한 기를 들 수 있다. 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 특히 불소 원자가 바람직하다. Additionally, the halogenated alkyl group as the substituent at the α position specifically includes a group in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the substituent at the α position” are replaced with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

또, α 위치의 치환기로서의 하이드록시알킬기는, 구체적으로는, 상기 「α 위치의 치환기로서의 알킬기」 의 수소 원자의 일부 또는 전부를 수산기로 치환한 기를 들 수 있다. 그 하이드록시알킬기에 있어서의 수산기의 수는, 1 ∼ 5 가 바람직하고, 1 이 가장 바람직하다. Moreover, the hydroxyalkyl group as the substituent at the α position specifically includes a group in which part or all of the hydrogen atoms of the above-mentioned “alkyl group as the substituent at the α position” are replaced with hydroxyl groups. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and 1 is most preferable.

≪레지스트 조성물≫≪Resist composition≫

본 발명은, 노광에 의해 산을 발생하고, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 레지스트 조성물로서, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) 와, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분 (D0) 을 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물이다. The present invention provides a resist composition that generates an acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid, comprising an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure and a formula (d0) A resist composition characterized by containing a photobase quencher component (D0) containing the indicated compound.

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 기재 성분 (A) (이하, 「(A) 성분」 이라고도 한다.) 및 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) (이하, 「(B) 성분」 이라고도 한다.) 를 함유하고 있는 것이 바람직하다. In the present invention, the resist composition includes a base component (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) whose solubility in a developer changes due to the action of an acid, and an acid generator that generates acid upon exposure. It is preferable that it contains component (B) (hereinafter also referred to as “component (B)”).

이러한 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하고, 그 레지스트막에 대하여 선택적 노광을 실시하면, 노광부에서는 산이 발생하고, 그 산의 작용에 의해 (A) 성분의 현상액에 대한 용해성이 변화하는 한편, 미노광부에서는 (A) 성분의 현상액에 대한 용해성이 변화하지 않기 때문에, 노광부와 미노광부의 사이에서 현상액에 대한 용해성의 차가 발생한다. 그 때문에, 그 레지스트막을 현상하면, 당해 레지스트 조성물이 포지티브형인 경우에는 노광부가 용해 제거되어 포지티브형 레지스트 패턴이 형성되고, 당해 레지스트 조성물이 네거티브형인 경우에는 미노광부가 용해 제거되어 네거티브형 레지스트 패턴이 형성된다. When a resist film is formed using such a resist composition and selective exposure is performed on the resist film, acid is generated in the exposed area, and the solubility of component (A) in the developer solution changes due to the action of the acid. Since the solubility of component (A) in the developer does not change in the exposed area, a difference in solubility in the developer occurs between the exposed and unexposed areas. Therefore, when the resist film is developed, if the resist composition is a positive type, the exposed portion is dissolved and removed to form a positive resist pattern, and if the resist composition is a negative type, the unexposed portion is dissolved and removed to form a negative resist pattern. do.

본 명세서에 있어서는, 노광부가 용해 제거되어 포지티브형 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 조성물을 포지티브형 레지스트 조성물이라고 하고, 미노광부가 용해 제거되는 네거티브형 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 조성물을 네거티브형 레지스트 조성물이라고 한다. In this specification, a resist composition that forms a positive resist pattern by dissolving and removing exposed areas is referred to as a positive resist composition, and a resist composition that forms a negative resist pattern by dissolving and removing unexposed areas is referred to as a negative resist composition.

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 포지티브형 레지스트 조성물이어도 되고, 네거티브형 레지스트 조성물이어도 된다. In the present invention, the resist composition may be a positive resist composition or a negative resist composition.

또, 본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 레지스트 패턴 형성시의 현상 처리에 알칼리 현상액을 사용하는 알칼리 현상 프로세스용이어도 되고, 그 현상 처리에 유기 용제를 포함하는 현상액 (유기계 현상액) 을 사용하는 용제 현상 프로세스용이어도 된다. In addition, in the present invention, the resist composition may be used for an alkaline development process using an alkaline developer for the development process when forming a resist pattern, or for solvent development using a developer containing an organic solvent (organic developer) for the development process. It may be for process purposes.

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 노광에 의해 산을 발생하는 산발생능을 갖는 것이며, (A) 성분이 노광에 의해 산을 발생해도 되고, (A) 성분과는 별도로 배합된 첨가제 성분이 노광에 의해 산을 발생해도 된다. In the present invention, the resist composition has an acid-generating ability to generate acid upon exposure, and component (A) may generate acid upon exposure, and an additive component blended separately from component (A) may be used to generate acid upon exposure. Acid may be generated by

구체적으로는, 본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은,Specifically, in the present invention, the resist composition is:

(1) 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) (이하, 「(B) 성분」 이라고 한다.) 를 함유하는 것이어도 되고;(1) It may contain an acid generator component (B) that generates acid upon exposure (hereinafter referred to as “component (B)”);

(2) (A) 성분이 노광에 의해 산을 발생하는 성분이고, 또한, 추가로 (B) 성분을 함유하는 것이어도 된다. (2) The component (A) may be a component that generates acid upon exposure, and may further contain the component (B).

즉, 상기 (2) 의 경우, (A) 성분은, 「노광에 의해 산을 발생하고, 또한, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 기재 성분」 이 된다. (A) 성분이 노광에 의해 산을 발생하고, 또한, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 기재 성분인 경우, 후술하는 (A1) 성분이, 노광에 의해 산을 발생하고, 또한, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 고분자 화합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 고분자 화합물로는, 노광에 의해 산을 발생하는 구성 단위를 갖는 수지를 사용할 수 있다. 노광에 의해 산을 발생하는 구성 단위로는, 공지된 것을 사용할 수 있다.That is, in the case of (2) above, component (A) is “a base component that generates acid upon exposure and whose solubility in the developer changes due to the action of the acid.” When the component (A) generates an acid upon exposure and is a base component whose solubility in a developer changes due to the action of the acid, the component (A1) described later generates an acid upon exposure and further, It is preferable that it is a high molecular compound whose solubility in a developer changes due to the action of an acid. As such a polymer compound, a resin having a structural unit that generates acid upon exposure can be used. As the structural unit that generates acid upon exposure, a known unit can be used.

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 상기 (1) 의 경우인 것이 특히 바람직하다. In the present invention, it is particularly preferable that the resist composition is in the case of (1) above.

<광 염기 실활제 성분><Photobase activator component>

본 발명의 레지스트 조성물은, 하기 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분 (D0) (이하, 「(D0) 성분」 이라고 하는 경우가 있다.) 을 함유한다. The resist composition of the present invention contains a photobase quencher component (D0) (hereinafter sometimes referred to as “(D0) component”) containing a compound represented by the general formula (d0) below.

(D0) 성분은, 노광에 의해, 예를 들어 후술하는 (B) 성분 등으로부터 발생하는 산을 트랩하는 퀀처 (산확산 제어제) 로서 작용하고, 리소그래피 특성의 향상에 기여하는 것이다. The (D0) component acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acids generated from, for example, the (B) component, which will be described later, upon exposure, and contributes to the improvement of lithography characteristics.

종래, 퀀처로서 작용하는 화합물은, 그 화합물의 공액산의 pKa 가 낮은 것은 퀀치 효율이 낮고, 공액산의 pKa 가 높은 것은 퀀치 효율이 높은 것이 알려져 있다. Conventionally, it is known that compounds that act as quenchers have low quench efficiency when the pKa of their conjugate acid is low, and high quench efficiency when the pKa of the conjugate acid is high.

한편, 공액산의 pKa 가 높은 화합물은, 레지스트 조성물 중의 다른 폴리머와 반응하기 쉽고, 다른 배합 성분과 상호 작용함으로써, 당해 다른 배합 성분의 분해 (시간 경과적 열화) 가 진행되는 (바꾸어 말하면, 보존 안정성이 떨어지는) 것으로 생각되고 있었다. On the other hand, compounds with a high pKa of the conjugate acid tend to react with other polymers in the resist composition, and by interacting with other components, decomposition (deterioration over time) of the other components progresses (in other words, storage stability). It was thought that this was falling.

그래서 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분 (D0) 을 채용함으로써, 산의 퀀치 효과를 높게 유지하면서, 동시에 보존 안정성도 우수한 레지스트 조성물을 개발하기에 이르렀다. Therefore, as a result of intensive study, the present inventors have developed a resist composition that maintains a high acid quenching effect and at the same time has excellent storage stability by employing a photobase quencher component (D0) containing a compound represented by the general formula (d0). It came down to this.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112016117061018-pat00002
Figure 112016117061018-pat00002

[식 중, R1 은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R2 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

식 (d0) 중, R1 및 R2 는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. In formula (d0), R 1 and R 2 each independently represent a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.

R1 및 R2 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기로는, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기가 보다 바람직하고;직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기로는, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 1,1-디메틸에틸기, 1,1-디에틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸부틸기, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 바람직한 예로서 들 수 있다. The chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms for R 1 and R 2 is more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; the straight or branched alkyl group is specifically: , methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethyl group. Preferred examples include propyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, and decyl group.

그 중에서도, 메틸기, t-부틸기, 데실기가 보다 바람직하다. Among them, methyl group, t-butyl group, and decyl group are more preferable.

R1 및 R2 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기가 고리형의 탄화수소기가 되는 경우, 지방족이어도 되고 다고리형이어도 되고, 단고리형이어도 된다. 단고리형의 지환식 탄화수소기로는, 모노시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하다. 그 모노시클로알칸으로는 탄소수 3 ∼ 8 의 것이 바람직하고, 구체적으로는 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로옥탄 등을 들 수 있다. 다고리형의 지환식 탄화수소기로는, 폴리시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하고, 그 폴리시클로알칸으로는 탄소수 7 ∼ 12 의 것이 바람직하며, 구체적으로는 아다만탄, 노르보르난, 시클로헵탄, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등을 들 수 있다. When the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic, polycyclic, or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane, norbornane, and cycloalkane. Heptane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. can be mentioned.

R1 및 R2 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기가, 고리형의 탄화수소기가 되는 경우, 상기 중에서도, 시클로헥산 또는 아다만탄인 것이 보다 바람직하다. When the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 1 and R 2 is a cyclic hydrocarbon group, among the above, cyclohexane or adamantane is more preferable.

R1 및 R2 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기가 갖고 있어도 되는 치환기로는, 예를 들어 알킬기, 산소 원자 (=O), -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기 등을 들 수 있다. Substituents that the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms for R 1 and R 2 may have, for example, an alkyl group, an oxygen atom (=O), -COOR", -OC(=O)R", and a hydroxyalkyl group. etc. can be mentioned.

그 치환기로서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기가 바람직하다. 그 알킬기는, 직사슬형 또는 분기사슬형인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 메틸기 또는 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 특히 바람직하다. The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group is preferably linear or branched. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, etc. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, and a methyl group is particularly preferable.

상기 -COOR", -OC(=O)R" 에 있어서의 R" 는, 모두, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 15 의 직사슬형, 분기사슬형 혹은 고리형의 알킬기이다. In -COOR" and -OC(=O)R", R" is a hydrogen atom or a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group having 1 to 15 carbon atoms.

R" 가 직사슬형 혹은 분기사슬형의 알킬기인 경우에는, 탄소수 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 특히 바람직하다. When R" is a straight-chain or branched alkyl group, it is preferable to have 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and especially preferably a methyl or ethyl group.

R" 가 고리형의 알킬기인 경우에는, 탄소수 3 ∼ 15 인 것이 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 12 인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 5 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 구체적으로는, 모노시클로알칸이나, 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 모노시클로알칸이나, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다.When R" is a cyclic alkyl group, it preferably has 3 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and most preferably 5 to 10 carbon atoms. Specifically, examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as monocycloalkanes, bicycloalkanes, tricycloalkanes, and tetracycloalkanes. More specifically, one or more hydrogen atoms have been removed from monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane, or polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. etc. can be mentioned.

그 치환기로서의 하이드록시알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 6 인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 상기 치환기로서의 알킬기로서 예시한 알킬기의 수소 원자의 적어도 1 개가 수산기로 치환된 기를 들 수 있다. The hydroxyalkyl group as the substituent preferably has 1 to 6 carbon atoms. Specifically, the alkyl group as the substituent includes groups in which at least one hydrogen atom of the alkyl group exemplified above is substituted with a hydroxyl group.

본 발명에 있어서, 식 (d0) 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. In the present invention, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in formula (d0), the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that there is no more than one selected type.

또, 식 (d0) 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다.In addition, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in formula (d0), the substituent is selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Do not have more than one type.

할로겐 원자를 갖는 기로는, 예를 들어, 할로겐 원자만, 할로겐화알킬기 등을 들 수 있다. Examples of the group having a halogen atom include only a halogen atom, a halogenated alkyl group, etc.

할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 상기 치환기는 특히 불소 원자를 갖지 않는 것이 바람직하다. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc., and it is particularly preferable that the substituent does not have a fluorine atom.

할로겐화알킬기로는, 알킬기 중의 일부 또는 전부의 수소 원자가 할로겐 원자 (특히 불소 원자) 로 치환된 할로겐화알킬기를 들 수 있으며, 그 알킬기로는, 직사슬 알킬기 (메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 옥틸 등), 분지 사슬 알킬기 (이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸 등), 시클로알킬기 (시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 등) 등을 들 수 있다. Examples of the halogenated alkyl group include halogenated alkyl groups in which some or all of the hydrogen atoms in the alkyl group are replaced with halogen atoms (especially fluorine atoms), and examples of the alkyl group include straight-chain alkyl groups (methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, octyl). etc.), branched chain alkyl groups (isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, etc.), cycloalkyl groups (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, etc.).

방향족기로는, 구체적으로는, 벤젠, 비페닐, 플루오렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 고리;상기 방향족 탄화수소 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환된 방향족 복소 고리;등을 들 수 있다. 방향족 복소 고리에 있어서의 헤테로 원자로는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다.The aromatic group specifically includes aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which a portion of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms; etc. I can hear it. Hetero atoms in the aromatic heterocycle include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.

그 방향족 탄화수소기로서 구체적으로는, 상기 방향족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기 (아릴기);상기 아릴기의 수소 원자 중 1 개가 알킬렌기로 치환된 기 (예를 들어, 벤질기, 페네틸기, 1-나프틸메틸기, 2-나프틸메틸기, 1-나프틸에틸기, 2-나프틸에틸기 등의 아릴알킬기);등을 들 수 있다. Specifically, the aromatic hydrocarbon group includes a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is replaced with an alkylene group (e.g., benzyl group, phenene group) Arylalkyl groups such as thyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group); and the like.

프로톤 억셉터성 관능기란, 프로톤과 정전적으로 상호 작용할 수 있는 기 혹은 고립 전자쌍을 갖는 관능기로서, 예를 들어, 고리형 폴리에테르 등의 매크로 사이클릭 구조를 갖는 관능기나, π 공액의 기여가 적은 고립 전자쌍을 가진 질소 원자를 갖는 관능기를 들 수 있다. A proton acceptor functional group is a group that can interact electrostatically with a proton or a functional group with a lone pair of electrons, for example, a functional group with a macrocyclic structure such as a cyclic polyether, or an isolated group with little contribution from π conjugation. A functional group having a nitrogen atom with an electron pair can be mentioned.

프로톤 억셉터성 관능기의 바람직한 부분 구조로서, 예를 들어, 크라운에테르, 아자크라운에테르, 3 급 아민, 2 급 아민, 1 급 아민, 피리딘, 이미다졸, 피라진, 아닐린 구조 등을 들 수 있다. Preferred partial structures of the proton acceptor functional group include, for example, crown ether, azacrown ether, tertiary amine, secondary amine, primary amine, pyridine, imidazole, pyrazine, and aniline structures.

본 발명에 있어서, R1 및 R2 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기로는, 상기에 예시한 것 외에, 후술하는 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 중 어느 것으로 나타내는 기, 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 중 어느 것으로 나타내는 기, 일반식 (ax3-r-1) ∼ (ax3-r-3) 중 어느 것으로 나타내는 기여도 된다. In the present invention, hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms that may have substituents for R 1 and R 2 include, in addition to those exemplified above, general formulas (a2-r-1) to (a2-r) described later. -7), a group represented by any of general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), a group represented by any of general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) It can also be a contribution expressed as something.

본 발명에 있어서는, 상기 중에서도, 일반식 (a2-r-2) 로 나타내는 기가 바람직하다. In the present invention, among the above, a group represented by the general formula (a2-r-2) is preferable.

일반식 (d0) 중, Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이고, m 은 1 이상의 정수이다.In general formula (d0), M m+ is an m-valent organic cation, and m is an integer of 1 or more.

Mm+ 의 m 가의 유기 카티온으로는, 후술하는 일반식 (b-1) ∼ (b-3) 에 있어서의 m 가의 유기 카티온과 동일한 유기 카티온을 들 수 있다. Examples of the m-valent organic cation of M m+ include the same organic cations as the m-valent organic cation in general formulas (b-1) to (b-3) described later.

본 발명에 있어서, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물은, 하기 일반식 (d0-1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하다. In the present invention, the compound represented by general formula (d0) is preferably a compound represented by the following general formula (d0-1).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112016117061018-pat00003
Figure 112016117061018-pat00003

[식 중, R11 및 R12 중 어느 일방은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기이며, 타방은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][In the formula, one of R 11 and R 12 is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and the other is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. It is a type of hydrocarbon group. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. When a substituent is bonded to the carbon atom of R 12 adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent has at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Make sure not to do so. M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

식 (d0-1) 중, R11 및 R12 중 어느 일방은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기이며, 타방은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. In formula (d0-1), either R 11 or R 12 is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and the other is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. It is a chain or cyclic hydrocarbon group.

R11 및 R12 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기에 대한 설명은 상기와 동일하다. The description of the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, which may have a substituent, and the chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may have a substituent, for R 11 and R 12 is given above. Same as

일반식 (d0-1) 로 나타내는 화합물로는, 하기 일반식 (d0-1a), (d0-1b) 또는 (d0-1c) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 바람직하다. As the compound represented by general formula (d0-1), a compound represented by any of the following general formulas (d0-1a), (d0-1b), or (d0-1c) is preferable.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112016117061018-pat00004
Figure 112016117061018-pat00004

[식 중, R11a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기이며, R12a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][Wherein, R 11a is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 12a is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11a adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. When a substituent is bonded to the carbon atom of R 12a adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent has at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Make sure not to do so. M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

일반식 (d0-1a) 중, R11a 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기로는, 상기 R1 또는 R2 에 있어서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기와 동일한 탄화수소기를 들 수 있다. In general formula (d0-1a), the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms that may have a substituent for R 11a includes 3 to 20 carbon atoms that may have the substituent described for R 1 or R 2 above. Hydrocarbon groups that are the same as cyclic hydrocarbon groups can be mentioned.

일반식 (d0-1a) 중, R12a 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기로는, 상기 R1 또는 R2 에 있어서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기와 동일한 탄화수소기를 들 수 있다. In general formula (d0-1a), the chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent for R 12a includes the number of carbon atoms that may have the substituent described for R 1 or R 2 above. The same hydrocarbon group as the chain or branched chain hydrocarbon group of 1 to 20 can be mentioned.

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112016117061018-pat00005
Figure 112016117061018-pat00005

[식 중, R11b 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이며, R12b 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11b 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12b 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][Wherein, R 11b is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and R 12b is a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11b adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. When a substituent is bonded to the carbon atom of R 12b adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent has at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Make sure not to do so. M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

일반식 (d0-1b) 중, R11b 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기로는, 상기 R1 또는 R2 에 있어서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기와 동일한 탄화수소기를 들 수 있다. In general formula (d0-1b), the chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent for R 11b includes the number of carbon atoms that may have the substituent described for R 1 or R 2 above. The same hydrocarbon group as the chain or branched chain hydrocarbon group of 1 to 20 can be mentioned.

일반식 (d0-1b) 중, R12b 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기로는, 상기 R1 또는 R2 에 있어서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 고리형의 탄화수소기와 동일한 탄화수소기를 들 수 있다. In general formula (d0-1b), the cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms that may have a substituent for R 12b includes those having 3 to 20 carbon atoms that may have the substituent described for R 1 or R 2 above. Hydrocarbon groups that are the same as cyclic hydrocarbon groups can be mentioned.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112016117061018-pat00006
Figure 112016117061018-pat00006

[식 중, R11c 및 R12c 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이다. R11c 및 R12c 는 동일해도 되고 상이해도 된다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11c 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12c 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][In the formula, R 11c and R 12c are chain or branched hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. R 11c and R 12c may be the same or different. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11c adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. When a substituent is bonded to the carbon atom of R 12c adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent has at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Make sure not to do so. M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

일반식 (d0-1c) 중, R11c 및 R12c 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기로는, 상기 R1 또는 R2 에 있어서 설명한 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기와 동일한 탄화수소기를 들 수 있다. 일반식 (d0-1c) 에 있어서, R11c 및 R12c 는, 동일해도 되고 상이해도 되지만, 상이한 탄화수소기인 것이 바람직하다. In general formula (d0-1c), the chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that may have a substituent at R 11c and R 12c includes a substituent group described above for R 1 or R 2 Examples of the same hydrocarbon group include a chain or branched chain hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. In general formula (d0-1c), R 11c and R 12c may be the same or different, but are preferably different hydrocarbon groups.

이하에, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물의 구체예를 기재한다. 하기 식 중, Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이고, 후술하는 일반식 (b-1) ∼ (b-3) 에 있어서의 m 가의 유기 카티온과 동일한 유기 카티온을 들 수 있다. Below, specific examples of the compound represented by general formula (d0) are described. In the formula below, M m+ is an m-valent organic cation, and examples thereof include the same organic cation as the m-valent organic cation in general formulas (b-1) to (b-3) described later.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112016117061018-pat00007
Figure 112016117061018-pat00007

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112016117061018-pat00008
Figure 112016117061018-pat00008

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112016117061018-pat00009

Figure 112016117061018-pat00009

일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물은, 식 (d0) 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자, 또는, 식 (d0) 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 결합하는 치환기에, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않기 때문에, 공액산의 pKa 를 비교적 높게 유지할 수 있다. The compound represented by the general formula (d0) has a halogen atom in the substituent bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in formula (d0) or to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in formula (d0). Since it does not have one or more types selected from the group consisting of a group having, an aromatic group, and a proton acceptor functional group, the pKa of the conjugate acid can be kept relatively high.

본 발명에 있어서, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물의 공액산의 산 해리 정수 (定數) (pKa) 는 2.5 보다 큰 것인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물의 공액산의 pKa 는 3.0 이상인 것이 보다 바람직하고, 4.0 이상인 것이 특히 바람직하다. In the present invention, the acid dissociation constant (pKa) of the conjugate acid of the compound represented by general formula (d0) is preferably greater than 2.5. In the present invention, the pKa of the conjugate acid of the compound represented by general formula (d0) is more preferably 3.0 or more, and particularly preferably 4.0 or more.

본 발명에 있어서, 「산 해리 정수 (pKa)」 란, 대상 물질의 산 강도를 나타내는 지표로서 일반적으로 사용되고 있는 것을 말한다. 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물의 공액산의 pKa 값은, 통상적인 방법에 의해 측정하여 구할 수 있다. 또, 「ACD/Labs」 (상품명, Advanced Chemistry Development 사 제조) 등의 공지된 소프트웨어를 이용한 계산값을 사용할 수도 있다. In the present invention, “acid dissociation constant (pKa)” refers to something generally used as an indicator of the acid strength of the target substance. The pKa value of the conjugate acid of the compound represented by general formula (d0) can be determined by measurement by a conventional method. Additionally, calculated values using known software such as “ACD/Labs” (trade name, manufactured by Advanced Chemistry Development) can also be used.

공액산의 pKa 가 상기 하한값 이상임으로써, 산의 퀀치 효율이 높아지고, 후술하는 (B) 성분 등으로부터 발생하는 산의 확산을 적당히 제어할 수 있다. When the pKa of the conjugate acid is more than the above lower limit, the quench efficiency of the acid increases, and diffusion of the acid generated from component (B), etc., which will be described later, can be appropriately controlled.

(D0) 성분은, 상기 서술한 화합물을 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (D0) As for the component, the above-mentioned compound may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

본 발명의 레지스트 조성물에 있어서, (D0) 성분의 함유량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.5 ∼ 20 질량부가 바람직하고, 1 ∼ 10 질량부가 보다 바람직하고, 1 ∼ 8 질량부가 더욱 바람직하다. (D0) 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 후술하는 산 발생제 등으로부터 발생한 산의 퀀치 효과를 충분히 발휘하면서, 또한 레지스트 조성물의 각 성분을 유기 용제에 용해했을 때, 균일한 용액이 얻어지고, 보존 안정성이 양호해지기 때문에 바람직하다. In the resist composition of the present invention, the content of component (D0) is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass, and still more preferably 1 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). . By keeping the content of the component (D0) within the above range, the quenching effect of the acid generated from the acid generator, etc., which will be described later, is sufficiently exhibited, and when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained, This is preferable because it improves storage stability.

본 발명의 레지스트 조성물은, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물 (D0) 을 함유하기 때문에, 산의 퀀치 효과를 높게 유4지할 수 있기 때문에, 산의 확산 길이를 제어 가능하고, 동시에 보존 안정성도 우수한 것이다. Since the resist composition of the present invention contains the compound (D0) represented by the general formula (d0), the acid quenching effect can be highly maintained, the diffusion length of the acid can be controlled, and at the same time, it has excellent storage stability. will be.

일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물은, 식 (d0) 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자, 또는, 식 (d0) 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 결합하는 치환기에, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않기 때문에, 공액산의 pKa 를 높게 유지할 수 있고, 산의 확산 길이를 적당히 제어할 수 있기 때문에, 퀀치 효율을 높은 것으로 할 수 있다. The compound represented by the general formula (d0) has a halogen atom in the substituent bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in formula (d0) or to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in formula (d0). Since it does not have at least one selected from the group consisting of a group having, an aromatic group, and a proton acceptor functional group, the pKa of the conjugate acid can be kept high and the diffusion length of the acid can be appropriately controlled, so quench Efficiency can be made high.

종래의 퀀처 성분에서는, 공액산의 pKa 를 높게 하면, 레지스트 조성물 중의 다른 폴리머와 반응하기 쉬웠다. 즉, 다른 배합 성분의 에스테르 결합 등과 상호 작용함으로써, 당해 다른 배합 성분의 분해 (시간 경과적 열화) 가 진행되는, 바꾸어 말하면, 보존 안정성이 떨어지는 것이었다. In conventional quencher components, if the pKa of the conjugate acid is increased, it is likely to react with other polymers in the resist composition. In other words, the decomposition (deterioration over time) of the other compounding ingredients progressed due to interaction with the ester bonds of other compounding ingredients, etc., in other words, the storage stability was poor.

이에 반해 본 발명은, 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물이, 아니온 골격이 부피가 크기 때문에, 입체 장애에 의해 다른 배합 성분과의 접촉을 억제할 수 있는 것으로 생각된다. 이에 따라, 레지스트 조성물의 시간 경과적 열화를 방지하는 것이 가능해지고, 보존 안정성이 우수한 레지스트 조성물로 할 수 있는 것으로 생각된다. On the other hand, in the present invention, since the anion skeleton of the compound represented by general formula (d0) is bulky, it is thought that contact with other compounding components can be suppressed due to steric hindrance. Accordingly, it is believed that it is possible to prevent deterioration of the resist composition over time, and a resist composition with excellent storage stability can be obtained.

즉, 본 발명은, 퀀치 효율의 향상과, 시간 경과적 리스크의 경감을 양립할 수 있었던 것이며, 매우 유용한 레지스트 조성물이다. In other words, the present invention is capable of both improving quench efficiency and reducing risk over time, and is a very useful resist composition.

<산 발생제 성분;(B) 성분><Acid generator component; (B) component>

본 발명의 레지스트 조성물은, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) (이하, (B) 성분이라고 한다.) 를 함유한다. (B) 성분으로는, 특별히 한정되지 않고, 지금까지 화학 증폭형 레지스트용의 산 발생제로서 제안되어 있는 것을 사용할 수 있다. The resist composition of the present invention contains an acid generator component (B) that generates acid upon exposure (hereinafter referred to as component (B)). The component (B) is not particularly limited, and those proposed so far as acid generators for chemically amplified resists can be used.

이와 같은 산 발생제로는, 요오드늄염이나 술포늄염 등의 오늄염계 산 발생제, 옥심술포네이트계 산 발생제, 비스알킬 또는 비스아릴술포닐디아조메탄류, 폴리(비스술포닐)디아조메탄류 등의 디아조메탄계 산 발생제, 니트로벤질술포네이트계 산 발생제, 이미노술포네이트계 산 발생제, 디술폰계 산 발생제 등 다종의 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 오늄염계 산 발생제를 사용하는 것이 바람직하다.Such acid generators include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, and poly(bissulfonyl)diazomethane. There are various types of acid generators, such as diazomethane-based acid generators, nitrobenzylsulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, and disulfone-based acid generators. Among them, it is preferable to use an onium salt-based acid generator.

오늄염계 산 발생제로는, 예를 들어, 하기의 일반식 (b-1) 로 나타내는 화합물 (이하, 「(b-1) 성분」 이라고도 한다), 일반식 (b-2) 로 나타내는 화합물 (이하, 「(b-2) 성분」 이라고도 한다), 또는 일반식 (b-3) 으로 나타내는 화합물 (이하, 「(b-3) 성분」 이라고도 한다) 을 사용할 수 있다. Examples of onium salt-based acid generators include compounds represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”) and compounds represented by the general formula (b-2) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”). , “(b-2) component”), or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “(b-3) component”) can be used.

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112016117061018-pat00010
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[식 중, R101, R104 ∼ R108 은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이다. R104, R105 는, 상호 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. R106 ∼ R107 중 어느 2 개는, 상호 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. R102 는 불소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화알킬기이다. Y101 은 단결합 또는 산소 원자를 포함하는 2 가의 연결기이다. V101 ∼ V103 은 각각 독립적으로 단결합, 알킬렌기, 또는 불소화알킬렌기이다. L101 ∼ L102 는 각각 독립적으로 단결합 또는 산소 원자이다. L103 ∼ L105 는 각각 독립적으로 단결합, -CO- 또는 -SO2- 이다. M'm+ 는 m 가의 유기 카티온이다.][In the formula, R 101 , R 104 to R 108 each independently represents a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring. Any two of R 106 to R 107 may be bonded to each other to form a ring. R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom. V 101 to V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. L 101 to L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom. L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 -. M' m+ is an m-valent organic cation.]

{아니온부}{Anionbu}

· (b-1) 성분의 아니온부· Anionic part of component (b-1)

식 (b-1) 중, R101 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이다. In formula (b-1), R 101 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent.

(R101 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기) (Cyclic group that may have a substituent at R 101 )

상기 고리형기는, 고리형의 탄화수소기인 것이 바람직하고, 그 고리형의 탄화수소기는, 방향족 탄화수소기여도 되고, 지방족 탄화수소기여도 된다. The cyclic group is preferably a cyclic hydrocarbon group, and the cyclic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group.

R101 에 있어서의 방향족 탄화수소기는, 후술하는 식 (a1-1) 의 Va1 에 있어서의 2 가의 방향족 탄화수소기에서 예시한 방향족 탄화수소 고리, 또는 2 이상의 방향 고리를 포함하는 방향족 화합물로부터 수소 원자를 1 개 제거한 아릴기를 들 수 있으며, 페닐기, 나프틸기가 바람직하다. The aromatic hydrocarbon group for R 101 is an aromatic hydrocarbon ring exemplified by the divalent aromatic hydrocarbon group for Va 1 in formula (a1-1) described later, or a hydrogen atom from an aromatic compound containing two or more aromatic rings. Examples include aryl groups that have been removed, and phenyl groups and naphthyl groups are preferred.

R101 에 있어서의 고리형의 지방족 탄화수소기는, 후술하는 식 (a1-1) 의 Va1 에 있어서의 2 가의 지방족 탄화수소기에서 예시한 모노시클로알칸 또는 폴리시클로알칸으로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기를 들 수 있으며, 아다만틸기, 노르보르닐기가 바람직하다. The cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 includes groups obtained by removing one hydrogen atom from the monocycloalkane or polycycloalkane exemplified by the divalent aliphatic hydrocarbon group for Va 1 in formula (a1-1) described later. and adamantyl group and norbornyl group are preferred.

또, R101 에 있어서의 고리형의 탄화수소기는, 복소 고리 등과 같이 헤테로 원자를 포함해도 되고, 구체적으로는 후술하는 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 로 각각 나타내는 락톤 함유 고리형기, 후술하는 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 로 각각 나타내는 -SO2- 함유 고리형기, 그 외 이하의 (r-hr-1) ∼ (r-hr-16) 에 예시하는 복소 고리형기를 들 수 있다. In addition, the cyclic hydrocarbon group for R 101 may contain a hetero atom such as a heterocyclic ring, and specifically, lactones each represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. cyclic groups, -SO 2 -containing cyclic groups each represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) described later, and other groups (r-hr-1) to (r-hr below) -16) Heterocyclic groups exemplified by .

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112016117061018-pat00011
Figure 112016117061018-pat00011

R101 의 고리형의 탄화수소기에 있어서의 치환기로는, 예를 들어, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, 카르보닐기, 니트로기 등을 들 수 있다. Examples of the substituent in the cyclic hydrocarbon group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, alkyl halide group, hydroxyl group, carbonyl group, and nitro group.

치환기로서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기인 것이 가장 바람직하다. The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.

치환기로서의 알콕시기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기가 보다 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기가 가장 바람직하다. As the alkoxy group as a substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, and tert-butoxy group are more preferable, and methoxy group is more preferable. , ethoxy group is most preferred.

치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 불소 원자가 바람직하다. Halogen atoms as substituents include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms, with fluorine atoms being preferred.

치환기로서의 할로겐화알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기 등의 수소 원자의 일부 또는 전부가 상기 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. Examples of the halogenated alkyl group as a substituent include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, and tert-butyl groups in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with the halogen atoms described above. there is.

(R101 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기) (Chain-type alkyl group that may have a substituent at R 101 )

R101 의 사슬형의 알킬기로는, 직사슬형 또는 분기사슬형 중 어느 것이어도 된다.The chain alkyl group for R 101 may be either linear or branched.

직사슬형의 알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 15 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데카닐기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 이소트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 이소헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 이코실기, 헨이코실기, 도코실기 등을 들 수 있다. The linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decanyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, and isotridecyl group. , tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, isohexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henicosyl group, docosyl group, etc.

분기사슬형의 알킬기로는, 탄소수가 3 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 15 인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 1-메틸에틸기, 1-메틸프로필기, 2-메틸프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, 3-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 4-메틸펜틸기 등을 들 수 있다. The branched alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms. Specifically, for example, 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2 -Ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, etc. are mentioned.

(R101 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기) (Chain-type alkenyl group that may have a substituent at R 101 )

R101 의 사슬형의 알케닐기로는, 직사슬형 또는 분기사슬형 중 어느 것이어도 되며, 탄소수가 2 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 5 가 보다 바람직하고, 2 ∼ 4 가 더욱 바람직하고, 3 이 특히 바람직하다. 직사슬형의 알케닐기로는, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기 (알릴기), 부티닐기 등을 들 수 있다. 분기사슬형의 알케닐기로는, 예를 들어, 1-메틸프로페닐기, 2-메틸프로페닐기 등을 들 수 있다. The chain alkenyl group for R 101 may be linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms. 3 is particularly preferable. Examples of straight-chain alkenyl groups include vinyl group, propenyl group (allyl group), and butynyl group. Examples of branched chain alkenyl groups include 1-methylpropenyl group and 2-methylpropenyl group.

사슬형의 알케닐기로는, 상기 중에서도, 특히 프로페닐기가 바람직하다.As the chain alkenyl group, among the above, propenyl group is particularly preferable.

R101 의 사슬형의 알킬기 또는 알케닐기에 있어서의 치환기로는, 예를 들어, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, 카르보닐기, 니트로기, 아미노기, 상기 R101 에 있어서의 고리형기 등을 들 수 있다. Substituents for the chain alkyl or alkenyl group of R 101 include, for example, an alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, hydroxyl group, carbonyl group, nitro group, amino group, and the cyclic group for R 101 . You can.

그 중에서도, R101 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기가 바람직하고, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형의 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다. 보다 구체적으로는, 페닐기, 나프틸기, 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기, 후술하는 식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 로 각각 나타내는 락톤 함유 고리형기, 후술하는 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 로 각각 나타내는 -SO2- 함유 고리형기 등이 바람직하다. Among them, R 101 is preferably a cyclic group that may have a substituent, and more preferably is a cyclic hydrocarbon group that may have a substituent. More specifically, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, a lactone-containing cyclic group each represented by formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later, and -SO 2 --containing cyclic groups each represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are preferable.

식 (b-1) 중, Y101 은, 단결합 또는 산소 원자를 포함하는 2 가의 연결기이다. In formula (b-1), Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.

Y101 이 산소 원자를 포함하는 2 가의 연결기인 경우, 그 Y101 은, 산소 원자 이외의 원자를 함유해도 된다. 산소 원자 이외의 원자로는, 예를 들어 탄소 원자, 수소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다. When Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom. Atoms other than oxygen atoms include, for example, carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.

산소 원자를 포함하는 2 가의 연결기로는, 예를 들어, 산소 원자 (에테르 결합:-O-), 에스테르 결합 (-C(=O)-O-), 옥시카르보닐기 (-O-C(=O)-), 아미드 결합 (-C(=O)-NH-), 카르보닐기 (-C(=O)-), 카보네이트 결합 (-O-C(=O)-O-) 등의 비탄화수소계의 산소 원자 함유 연결기;그 비탄화수소계의 산소 원자 함유 연결기와 알킬렌기의 조합 등을 들 수 있다. 당해 조합에, 또한 술포닐기 (-SO2-) 가 연결되어 있어도 된다. 당해 조합으로는, 예를 들어 하기 식 (y-al-1) ∼ (y-al-7) 로 각각 나타내는 연결기를 들 수 있다. Examples of the divalent linking group containing an oxygen atom include oxygen atom (ether bond: -O-), ester bond (-C(=O)-O-), and oxycarbonyl group (-OC(=O)- ), amide bond (-C(=O)-NH-), carbonyl group (-C(=O)-), carbonate bond (-OC(=O)-O-), non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group ;A combination of a non-hydrocarbon oxygen atom-containing linking group and an alkylene group may be included. A sulfonyl group (-SO 2 -) may be further connected to the combination. Examples of the combination include linking groups each represented by the following formulas (y-al-1) to (y-al-7).

[화학식 12][Formula 12]

Figure 112016117061018-pat00012
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[식 중, V'101 은 단결합 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기이며, V'102 는 탄소수 1 ∼ 30 의 2 가의 포화 탄화수소기이다.][Wherein, V'101 is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and V'102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.]

V'102 에 있어서의 2 가의 포화 탄화수소기는, 탄소수 1 ∼ 30 의 알킬렌기인 것이 바람직하다. The divalent saturated hydrocarbon group at V'102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms.

V'101 및 V'102 에 있어서의 알킬렌기로는, 직사슬형의 알킬렌기여도 되고 분기사슬형의 알킬렌기여도 되며, 직사슬형의 알킬렌기가 바람직하다. The alkylene group for V'101 and V'102 may be a straight-chain alkylene group or a branched-chain alkylene group, and a straight-chain alkylene group is preferable.

V'101 및 V'102 에 있어서의 알킬렌기로서, 구체적으로는, 메틸렌기 [-CH2-];-CH(CH3)-, -CH(CH2CH3)-, -C(CH3)2-, -C(CH3)(CH2CH3)-, -C(CH3)(CH2CH2CH3)-, -C(CH2CH3)2- 등의 알킬메틸렌기;에틸렌기 [-CH2CH2-];-CH(CH3)CH2-, -CH(CH3)CH(CH3)-, -C(CH3)2CH2-, -CH(CH2CH3)CH2- 등의 알킬에틸렌기;트리메틸렌기 (n-프로필렌기) [-CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2- 등의 알킬트리메틸렌기;테트라메틸렌기 [-CH2CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2CH2- 등의 알킬테트라메틸렌기;펜타메틸렌기 [-CH2CH2CH2CH2CH2-] 등을 들 수 있다.As the alkylene group in V' 101 and V' 102 , specifically, methylene group [-CH 2 -];-CH(CH 3 )-, -CH(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2- , etc. Alkylmethylene groups; Ethylene group [-CH 2 CH 2 -];-CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 Alkylethylene group such as CH 3 )CH 2 -; Trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 ) Alkyltrimethylene group such as CH 2 -; tetramethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 ) Alkyl tetramethylene groups such as CH 2 CH 2 -; pentamethylene groups [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -] and the like.

또, V'101 또는 V'102 에 있어서의 상기 알킬렌기에 있어서의 일부의 메틸렌기가, 탄소수 5 ∼ 10 의 2 가의 지방족 고리형기로 치환되어 있어도 된다. 당해 지방족 고리형기는, 후술하는 식 (a1-r-1) 중의 Ra'3 의 고리형의 지방족 탄화수소기로부터 수소 원자를 추가로 1 개 제거한 2 가의 기가 바람직하고, 시클로헥실렌기, 1,5-아다만틸렌기 또는 2,6-아다만틸렌기가 보다 바람직하다. Additionally, some methylene groups in the alkylene group at V' 101 or V' 102 may be substituted with a divalent aliphatic cyclic group having 5 to 10 carbon atoms. The aliphatic cyclic group is preferably a divalent group obtained by removing one additional hydrogen atom from the cyclic aliphatic hydrocarbon group of Ra' 3 in the formula (a1-r-1) described later, and is preferably a cyclohexylene group, 1,5 -Adamantylene group or 2,6-adamantylene group is more preferable.

Y101 로는, 에스테르 결합 또는 에테르 결합을 포함하는 2 가의 연결기가 바람직하고, 상기 식 (y-al-1) ∼ (y-al-5) 로 각각 나타내는 연결기가 바람직하다. 식 (b-1) 중, V101 은, 단결합, 알킬렌기, 또는 불소화알킬렌기이다. V101 에 있어서의 알킬렌기, 불소화알킬렌기는, 탄소수 1 ∼ 4 인 것이 바람직하다. V101 에 있어서의 불소화알킬렌기로는, V101 에 있어서의 알킬렌기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 그 중에서도, V101 은, 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 불소화알킬렌기인 것이 바람직하다. As Y 101 , a divalent linking group containing an ester bond or an ether bond is preferable, and linking groups each represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5) are preferable. In formula (b-1), V 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group. The alkylene group and fluorinated alkylene group for V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms. Examples of the fluorinated alkylene group for V 101 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group for V 101 are substituted with fluorine atoms. Among these, V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.

식 (b-1) 중, R102 는, 불소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화알킬기이다. R102 는, 불소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, 불소 원자인 것이 보다 바람직하다. In formula (b-1), R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.

(b-1) 성분의 아니온부의 구체예로는, 예를 들어,Specific examples of the anion portion of the component (b-1) include,

Y101 이 단결합이 되는 경우, 트리플루오로메탄술포네이트 아니온이나 퍼플루오로부탄술포네이트 아니온 등의 불소화알킬술포네이트 아니온을 들 수 있으며;Y101 이 산소 원자를 포함하는 2 가의 연결기인 경우, 하기 식 (an-1) ∼ (an-3) 중 어느 것으로 나타내는 아니온을 들 수 있다. When Y 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethane sulfonate anion and perfluorobutane sulfonate anion are included; Y 101 is a divalent linkage containing an oxygen atom. In the case of a group, an anion represented by any of the following formulas (an-1) to (an-3) can be mentioned.

[화학식 13][Formula 13]

Figure 112016117061018-pat00013
Figure 112016117061018-pat00013

[식 중, R"101 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기, 상기 식 (r-hr-1) ∼ (r-hr-6) 으로 각각 나타내는 기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기이며;R"102 는, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기, 후술하는 식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 로 각각 나타내는 락톤 함유 고리형기, 또는 후술하는 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 로 각각 나타내는 -SO2- 함유 고리형기이고;R"103 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이고;V"101 은, 불소화알킬렌기이고;L"101 은, -C(=O)- 또는 -SO2- 이고;v" 는 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수이고, q" 는 각각 독립적으로 1 ∼ 20 의 정수이고, n" 는 0 또는 1 이다.][In the formula, R$ 101 is an aliphatic cyclic group that may have a substituent, a group each represented by the above formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), or a chain alkyl group that may have a substituent. ; R$ 102 is an aliphatic cyclic group that may have a substituent, a lactone-containing cyclic group each represented by formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later, or general formula (a5-) described later. r-1) to (a5-r-4), respectively, are -SO 2 --containing cyclic groups; R" 103 is an aromatic cyclic group that may have a substituent, an aliphatic cyclic group that may have a substituent, or a substituent. It is a chain-like alkenyl group that may be present; V" 101 is a fluorinated alkylene group; L" 101 is -C(=O)- or -SO 2 -; and v" is each independently an integer of 0 to 3. , q" is each independently an integer from 1 to 20, and n" is 0 or 1.]

R"101, R"102 및 R"103 의 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기는, 상기 R101 에 있어서의 고리형의 지방족 탄화수소기로서 예시한 기인 것이 바람직하다. 상기 치환기로는, R101 에 있어서의 고리형의 지방족 탄화수소기를 치환해도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다. The aliphatic cyclic group that may have a substituent for R$ 101 , R$ 102 and R$ 103 is preferably a group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 above. Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 .

R"103 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 고리형기는, 상기 R101 에 있어서의 고리형의 탄화수소기에 있어서의 방향족 탄화수소기로서 예시한 기인 것이 바람직하다. 상기 치환기로는, R101 에 있어서의 그 방향족 탄화수소기를 치환해도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다. The aromatic cyclic group that may have a substituent for R$ 103 is preferably a group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for the cyclic hydrocarbon group for R 101 above. Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the aromatic hydrocarbon group for R 101 .

R"101 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기는, 상기 R101 에 있어서의 사슬형의 알킬기로서 예시한 기인 것이 바람직하다. R"103 에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기는, 상기 R101 에 있어서의 사슬형의 알케닐기로서 예시한 기인 것이 바람직하다. V"101 은, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 3 의 불소화알킬렌기이며, 특히 바람직하게는, -CF2-, -CF2CF2-, -CHFCF2-, -CF(CF3)CF2-, -CH(CF3)CF2- 이다. The chain alkyl group that may have a substituent for R$ 101 is preferably a group exemplified as the chain alkyl group for R 101 above. The chain alkenyl group that may have a substituent at R$ 103 is preferably a group exemplified as the chain alkenyl group at R 101 above. V$ 101 is preferably a fluorinated alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably -CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CHFCF 2 -, -CF(CF 3 )CF 2 -, -CH(CF 3 )CF 2 -.

· (b-2) 성분의 아니온부· Anionic part of (b-2) component

식 (b-2) 중, R104, R105 는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이며, 각각, 식 (b-1) 중의 R101 과 동일한 것을 들 수 있다. 단, R104, R105 는, 상호 결합하여 고리를 형성하고 있어도 된다. In formula (b-2), R 104 and R 105 each independently represent a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent, Each of them may be the same as R 101 in formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring.

R104, R105 는, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기가 바람직하고, 직사슬형 혹은 분기사슬형의 알킬기, 또는 직사슬형 혹은 분기사슬형의 불소화알킬기인 것이 보다 바람직하다. R 104 and R 105 are preferably a linear alkyl group that may have a substituent, and more preferably a linear or branched alkyl group or a linear or branched fluorinated alkyl group.

그 사슬형의 알킬기의 탄소수는 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 7, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 3 이다. R104, R105 의 사슬형의 알킬기의 탄소수는, 상기 탄소수의 범위 내에 있어서, 레지스트 용매에 대한 용해성도 양호한 등의 이유에 의해, 작을수록 바람직하다. 또, R104, R105 의 사슬형의 알킬기에 있어서는, 불소 원자로 치환되어 있는 수소 원자의 수가 많을수록 산의 강도가 강해지고, 또, 200 ㎚ 이하의 고에너지 광이나 전자선에 대한 투명성이 향상되므로 바람직하다. 상기 사슬형의 알킬기 중의 불소 원자의 비율, 즉 불소화율은, 바람직하게는 70 ∼ 100 %, 더욱 바람직하게는 90 ∼ 100 % 이며, 가장 바람직하게는, 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 퍼플루오로알킬기이다. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and still more preferably 1 to 3 carbon atoms. The smaller the carbon number of the chain alkyl group of R 104 and R 105 within the above-mentioned carbon number range, the more preferable it is for reasons such as good solubility in the resist solvent. In addition, in the chain alkyl group of R 104 and R 105 , the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms, the stronger the acid strength, and the improved transparency to high-energy light or electron beams of 200 nm or less is preferable. do. The proportion of fluorine atoms in the chain alkyl group, that is, the fluorination rate, is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms. am.

식 (b-2) 중, V102, V103 은, 각각 독립적으로, 단결합, 알킬렌기, 또는 불소화알킬렌기이며, 각각, 식 (b-1) 중의 V101 과 동일한 것을 들 수 있다. In formula (b-2), V 102 and V 103 each independently represent a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each may be the same as V 101 in formula (b-1).

식 (b-2) 중, L101 ∼ L102 는, 각각 독립적으로 단결합 또는 산소 원자이다.In formula (b-2), L 101 to L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom.

· (b-3) 성분의 아니온부· Anionic part of component (b-3)

식 (b-3) 중, R106 ∼ R108 은, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이며, 각각, 식 (b-1) 중의 R101 과 동일한 것을 들 수 있다. In formula (b-3), R 106 to R 108 each independently represent a cyclic group that may have a substituent, a chain alkyl group that may have a substituent, or a chain alkenyl group that may have a substituent, Each of them may be the same as R 101 in formula (b-1).

L103 ∼ L105 는, 각각 독립적으로, 단결합, -CO- 또는 -SO2- 이다. L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 -.

{카티온부}{Cation Department}

식 (b-1), (b-2) 및 (b-3) 중, M'm+ 는, 상기 식 (b1-1) 의 화합물에 있어서의 카티온 이외의 m 가의 유기 카티온이고, 그 중에서도 술포늄 카티온 또는 요오드늄 카티온인 것이 바람직하고, 하기의 일반식 (ca-1) ∼ (ca-4) 로 각각 나타내는 카티온이 특히 바람직하다. In formulas (b-1), (b-2) and (b-3), M' m+ is an m-valent organic cation other than the cation in the compound of formula (b1-1), and among them, A sulfonium cation or an iodonium cation is preferable, and cations each represented by the following general formulas (ca-1) to (ca-4) are particularly preferable.

[화학식 14][Formula 14]

Figure 112016117061018-pat00014
Figure 112016117061018-pat00014

[식 중, R201 ∼ R207 및 R211 ∼ R212 는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 알킬기 또는 알케닐기를 나타내며, R201 ∼ R203, R206 ∼ R207, R211 ∼ R212 는, 상호 결합하여 식 중의 황 원자와 함께 고리를 형성해도 된다. R208 ∼ R209 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타내고, R210 은 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 알킬기, 알케닐기, 또는 -SO2- 함유 고리형기이고, L201 은 -C(=O)- 또는 -C(=O)-O- 를 나타내고, Y201 은, 각각 독립적으로, 아릴렌기, 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타내고, x 는 1 또는 2 이며, W201 은 (x+1) 가의 연결기를 나타낸다.][In the formula, R 201 to R 207 and R 211 to R 212 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or an alkenyl group which may have a substituent, and R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 may be bonded to each other to form a ring with the sulfur atom in the formula. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 210 is an aryl group, alkyl group, alkenyl group, or -SO 2 --containing cyclic group that may have a substituent, and L 201 is -C(=O)- or -C(=O)-O-, Y 201 each independently represents an arylene group, alkylene group or alkenylene group, x is 1 or 2, and W 201 is ( x+1) indicates a valent linking group.]

R201 ∼ R207 및 R211 ∼ R212 에 있어서의 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 20 의 무치환의 아릴기를 들 수 있으며, 페닐기, 나프틸기가 바람직하다. The aryl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 includes an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.

R201 ∼ R207 및 R211 ∼ R212 에 있어서의 알킬기로는, 사슬형 또는 고리형의 알킬기이고, 탄소수 1 ∼ 30 의 것이 바람직하다. The alkyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is a chain or cyclic alkyl group, and preferably has 1 to 30 carbon atoms.

R201 ∼ R207 및 R211 ∼ R212 에 있어서의 알케닐기로는, 탄소수가 2 ∼ 10 인 것이 바람직하다. The alkenyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 2 to 10 carbon atoms.

R201 ∼ R207 및 R210 ∼ R212 가 갖고 있어도 되는 치환기로는, 예를 들어, 알킬기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 아미노기, 아릴기, 아릴티오기, 하기 식 (ca-r-1) ∼ (ca-r-7) 로 각각 나타내는 기를 들 수 있다.Substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include, for example, an alkyl group, halogen atom, halogenated alkyl group, carbonyl group, cyano group, amino group, aryl group, arylthio group, and the following formula (ca- Groups each represented by r-1) to (ca-r-7) can be mentioned.

치환기로서의 아릴티오기에 있어서의 아릴기로는, R101 에서 예시한 것과 동일하고, 구체적으로 페닐티오기 또는 비페닐티오기를 들 수 있다. The aryl group in the arylthio group as a substituent is the same as that exemplified for R 101 , and specifically includes a phenylthio group or a biphenylthio group.

[화학식 15][Formula 15]

Figure 112016117061018-pat00015
Figure 112016117061018-pat00015

[식 중, R'201 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 사슬형의 알킬기, 또는 사슬형의 알케닐기이다.][In the formula, R' 201 is each independently a hydrogen atom, a cyclic group that may have a substituent, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group.]

R'201 의 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기는, 상기 식 (b-1) 중의 R101 과 동일한 것을 들 수 있는 것 외에, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기로서 후술하는 식 (a1-r-2) 로 나타내는 산 해리성기와 동일한 것도 들 수 있다. The cyclic group that may have a substituent for R' 201 , the chain alkyl group that may have a substituent, or the chain alkenyl group that may have a substituent may be the same as R 101 in the formula (b-1) above. In addition to those present, examples of the cyclic group that may have a substituent or the chain alkyl group that may have a substituent include those identical to the acid dissociable group represented by the formula (a1-r-2) described later.

R201 ∼ R203, R206 ∼ R207, R211 ∼ R212 는, 상호 결합하여 식 중의 황 원자와 함께 고리를 형성하는 경우, 황 원자, 산소 원자, 질소 원자 등의 헤테로 원자나, 카르보닐기, -SO-, -SO2-, -SO3-, -COO-, -CONH- 또는 -N(RN)- (그 RN 은 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다.) 등의 관능기를 통해서 결합해도 된다. 형성되는 고리로는, 식 중의 황 원자를 그 고리 골격에 포함하는 1 개의 고리가, 황 원자를 포함하여, 3 ∼ 10 원자 고리인 것이 바람직하고, 5 ∼ 7 원자 고리인 것이 특히 바람직하다. 형성되는 고리의 구체예로는, 예를 들어 티오펜 고리, 티아졸 고리, 벤조티오펜 고리, 티안트렌 고리, 벤조티오펜 고리, 디벤조티오펜 고리, 9H-티오잔텐 고리, 티오잔톤 고리, 티안트렌 고리, 페녹사티인 고리, 테트라하이드로티오페늄 고리, 테트라하이드로티오피라늄 고리 등을 들 수 있다. When R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 combine with each other to form a ring with the sulfur atom in the formula, they are heteroatoms such as a sulfur atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom, a carbonyl group, Even if it is bonded through a functional group such as -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )- (where R N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) do. As for the ring formed, one ring containing the sulfur atom of the formula in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring including the sulfur atom, and is particularly preferably a 5- to 7-membered ring. Specific examples of the formed ring include, for example, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a thiantrene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, Examples include a thiantrene ring, a phenoxathiin ring, a tetrahydrothiophenium ring, and a tetrahydrothiopyranium ring.

R208 ∼ R209 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타내며, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기가 바람직하고, 알킬기가 되는 경우 상호 결합하여 고리를 형성해도 된다. R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, and when they are an alkyl group, they may combine with each other to form a ring.

R210 은, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 알케닐기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 -SO2- 함유 고리형기이다. R 210 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or an -SO 2 --containing cyclic group which may have a substituent.

R210 에 있어서의 아릴기로는, 탄소수 6 ∼ 20 의 무치환의 아릴기를 들 수 있으며, 페닐기, 나프틸기가 바람직하다. The aryl group for R 210 includes an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a phenyl group and a naphthyl group are preferable.

R210 에 있어서의 알킬기로는, 사슬형 또는 고리형의 알킬기이고, 탄소수 1 ∼ 30 의 것이 바람직하다. The alkyl group for R 210 is a chain or cyclic alkyl group and preferably has 1 to 30 carbon atoms.

R210 에 있어서의 알케닐기로는, 탄소수가 2 ∼ 10 인 것이 바람직하다. The alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.

R210 에 있어서의, 치환기를 갖고 있어도 되는 -SO2- 함유 고리형기로는, 후술하는 일반식 (a2-1) 중의 Ra21 의 「-SO2- 함유 고리형기」 와 동일한 것을 들 수 있으며, 후술하는 일반식 (a5-r-1) 로 나타내는 기가 바람직하다. Examples of the -SO 2 --containing cyclic group for R 210 that may have a substituent include the same ones as the “-SO 2 --containing cyclic group” for Ra 21 in general formula (a2-1) described later, A group represented by the general formula (a5-r-1) described later is preferred.

Y201 은, 각각 독립적으로, 아릴렌기, 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타낸다.Y 201 each independently represents an arylene group, an alkylene group, or an alkenylene group.

Y201 에 있어서의 아릴렌기는, 상기 식 (b-1) 중의 R101 에 있어서의 방향족 탄화수소기로서 예시한 아릴기로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기를 들 수 있다.The arylene group for Y 201 includes a group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).

Y201 에 있어서의 알킬렌기, 알케닐렌기는, 후술하는 일반식 (a1-1) 중의 Va1 에 있어서의 2 가의 탄화수소기로서의 지방족 탄화수소기와 동일한 것을 들 수 있다. The alkylene group and alkenylene group for Y 201 may be the same as the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for Va 1 in general formula (a1-1) described later.

상기 식 (ca-4) 중, x 는, 1 또는 2 이다. In the above formula (ca-4), x is 1 or 2.

W201 은, (x+1) 가, 즉 2 가 또는 3 가의 연결기이다. W 201 is a (x+1) valent, that is, a divalent or trivalent linking group.

W201 에 있어서의 2 가의 연결기로는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기가 바람직하고, 후술하는 일반식 (a2-1) 에 있어서의 Ya21 과 동일한 탄화수소기를 예시할 수 있다. W201 에 있어서의 2 가의 연결기는, 직사슬형, 분기사슬형, 고리형 중 어느 것이어도 되고, 고리형인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 아릴렌기의 양단에 2 개의 카르보닐기가 조합된 기가 바람직하다. 아릴렌기로는, 페닐렌기, 나프틸렌기 등을 들 수 있으며, 페닐렌기가 특히 바람직하다.The divalent linking group for W 201 is preferably a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, and examples include the same hydrocarbon group as Ya 21 in general formula (a2-1) described later. The divalent linking group in W 201 may be linear, branched, or cyclic, and is preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group is preferable. Examples of the arylene group include phenylene group and naphthylene group, and phenylene group is particularly preferable.

W201 에 있어서의 3 가의 연결기로는, 상기 W201 에 있어서의 2 가의 연결기로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기, 상기 2 가의 연결기에 추가로 상기 2 가의 연결기가 결합한 기 등을 들 수 있다. Examples of the trivalent linking group in W 201 include a group in which one hydrogen atom is removed from the divalent linking group in W 201 , a group in which the divalent linking group is further bonded to the divalent linking group, and the like.

W201 에 있어서의 3 가의 연결기로는, 아릴렌기에 2 개의 카르보닐기가 결합한 기가 바람직하다. The trivalent linking group for W 201 is preferably a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group.

식 (ca-1) 로 나타내는 적합한 카티온으로서 구체적으로는, 하기 식 (ca-1-1) ∼ (ca-1-63) 으로 각각 나타내는 카티온을 들 수 있다. Specifically, suitable cations represented by formula (ca-1) include cations each represented by the following formulas (ca-1-1) to (ca-1-63).

[화학식 16][Formula 16]

Figure 112016117061018-pat00016
Figure 112016117061018-pat00016

[화학식 17][Formula 17]

Figure 112016117061018-pat00017
Figure 112016117061018-pat00017

[화학식 18][Formula 18]

Figure 112016117061018-pat00018
Figure 112016117061018-pat00018

[식 중, g1, g2, g3 은 반복수를 나타내며, g1 은 1 ∼ 5 의 정수이고, g2 는 0 ∼ 20 의 정수이고, g3 은 0 ∼ 20 의 정수이다.][In the formula, g1, g2, and g3 represent the number of repetitions, g1 is an integer from 1 to 5, g2 is an integer from 0 to 20, and g3 is an integer from 0 to 20.]

[화학식 19][Formula 19]

Figure 112016117061018-pat00019
Figure 112016117061018-pat00019

[식 중, R"201 은 수소 원자 또는 치환기이며, 치환기로는 상기 R201 ∼ R207 및 R210 ∼ R212 가 갖고 있어도 되는 치환기로서 예시한 것과 동일하다.][In the formula, R$ 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituents are the same as those exemplified as the substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have above.]

상기 식 (ca-3) 으로 나타내는 적합한 카티온으로서 구체적으로는, 하기 식 (ca-3-1) ∼ (ca-3-6) 으로 각각 나타내는 카티온을 들 수 있다. Suitable cations represented by the above formula (ca-3) specifically include cations each represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).

[화학식 20][Formula 20]

Figure 112016117061018-pat00020
Figure 112016117061018-pat00020

상기 식 (ca-4) 로 나타내는 적합한 카티온으로서 구체적으로는, 하기 식 (ca-4-1) ∼ (ca-4-2) 로 각각 나타내는 카티온을 들 수 있다. Specific examples of suitable cations represented by the formula (ca-4) include cations represented by the following formulas (ca-4-1) to (ca-4-2), respectively.

[화학식 21][Formula 21]

Figure 112016117061018-pat00021
Figure 112016117061018-pat00021

(B) 성분은, 상기 서술한 산 발생제를 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (B) Component may use the above-mentioned acid generator individually by 1 type, or may use it in combination of 2 or more types.

본 발명의 레지스트 조성물의 (B) 성분의 함유량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.5 ∼ 60 질량부가 바람직하고, 1 ∼ 50 질량부가 보다 바람직하고, 1 ∼ 40 질량부가 더욱 바람직하다. (B) 성분의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 패턴 형성이 충분히 실시된다. 또, 레지스트 조성물의 각 성분을 유기 용제에 용해했을 때, 균일한 용액이 얻어지고, 보존 안정성이 양호해지기 때문에 바람직하다.The content of component (B) in the resist composition of the present invention is preferably 0.5 to 60 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass, and still more preferably 1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). By setting the content of component (B) within the above range, pattern formation can be sufficiently performed. Additionally, it is preferable because when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution is obtained and storage stability is improved.

<(A) 성분><(A) Ingredient>

본 발명에 있어서, 「기재 성분」 이란, 막형성능을 갖는 유기 화합물이며, 바람직하게는 분자량이 500 이상인 유기 화합물이 사용된다. 그 유기 화합물의 분자량이 500 이상임으로써, 막형성능이 향상되고, 게다가, 나노 레벨의 감광성 수지 패턴을 형성하기 쉽다. In the present invention, the “base component” is an organic compound having film-forming ability, and preferably an organic compound with a molecular weight of 500 or more is used. When the molecular weight of the organic compound is 500 or more, the film forming ability is improved and it is easy to form a nano-level photosensitive resin pattern.

기재 성분으로서 사용되는 유기 화합물은, 비중합체와 중합체로 대별된다.Organic compounds used as base components are roughly divided into non-polymers and polymers.

비중합체로는, 통상적으로, 분자량이 500 이상 4000 미만인 것이 사용된다. 이하, 「저분자 화합물」 이라고 하는 경우에는, 분자량이 500 이상 4000 미만인 비중합체를 나타낸다. As a non-polymer, those having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 are usually used. Hereinafter, when referred to as a “low molecular compound”, it refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4000.

중합체로는, 통상적으로, 분자량이 1000 이상인 것이 사용된다. 이하, 「수지」 라고 하는 경우에는, 분자량이 1000 이상인 중합체를 나타낸다. As a polymer, a polymer having a molecular weight of 1000 or more is usually used. Hereinafter, when referred to as “resin”, it refers to a polymer with a molecular weight of 1000 or more.

중합체의 분자량으로는, GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피) 에 의한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 사용하는 것으로 한다. As the molecular weight of the polymer, the weight average molecular weight calculated in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) is used.

(A) 성분으로는, 수지를 사용해도 되고, 저분자 화합물을 사용해도 되며, 이들을 병용해도 된다. As the component (A), a resin may be used, a low molecular compound may be used, or these may be used in combination.

(A) 성분은, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 증대하는 것이어도 되고, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 감소하는 것이어도 된다. Component (A) may be one whose solubility in a developer solution increases due to the action of an acid, or may be one whose solubility in a developer solution is reduced by the action of an acid.

또, 본 발명에 있어서 (A) 성분은, 노광에 의해 산을 발생하는 것이어도 된다. Additionally, in the present invention, component (A) may be one that generates acid upon exposure.

본 발명에 있어서, (A) 성분은, 산의 작용에 의해 극성이 증대하는 산 분해성기를 포함하는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a1)」 이라고 하는 경우가 있다.), -SO2- 함유 고리형기를 포함하는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a2)」 라고 하는 경우가 있다.), 극성기 함유 지방족 탄화수소기를 포함하는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a3)」 이라고 하는 경우가 있다.), 산 비해리성 고리형기를 포함하는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a4)」 라고 하는 경우가 있다.), 락톤 함유 고리형기 또는 카보네이트 함유 고리형기를 포함하는 구성 단위 (이하, 「구성 단위 (a5)」 라고 하는 경우가 있다.) 를 갖는 고분자 화합물 (A1) 을 포함하고 있는 것이 바람직하다. In the present invention, component (A) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1)”), -SO 2 - containing A structural unit derived from an acrylic acid ester containing a cyclic group (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a2)”), a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (hereinafter referred to as “structural unit (a3)”) ), a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a4)”), a structural unit containing a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group ( Hereinafter, it may be referred to as “structural unit (a5).”) It is preferable that it contains a polymer compound (A1) having.

(구성 단위 (a1)) (Constitutive unit (a1))

구성 단위 (a1) 은, 산의 작용에 의해 극성이 증대하는 산 분해성기를 포함하는 구성 단위이다. The structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases due to the action of an acid.

「산 분해성기」 는, 산의 작용에 의해, 당해 산 분해성기의 구조 중의 적어도 일부의 결합이 개열될 수 있는 산 분해성을 갖는 기이다. An “acid-decomposable group” is a group having acid-decomposability in which at least a portion of the bonds in the structure of the acid-decomposable group can be cleaved by the action of an acid.

산의 작용에 의해 극성이 증대하는 산 분해성기로는, 예를 들어, 산의 작용에 의해 분해되어 극성기를 발생하는 기를 들 수 있다. Examples of acid-decomposable groups whose polarity increases by the action of an acid include groups that decompose under the action of an acid to generate a polar group.

극성기로는, 예를 들어 카르복실기, 수산기, 아미노기, 술포기 (-SO3H) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 구조 중에 -OH 를 함유하는 극성기 (이하, 「OH 함유 극성기」 라고 하는 경우가 있다.) 가 바람직하고, 카르복실기 또는 수산기가 바람직하고, 카르복실기가 특히 바람직하다. Examples of polar groups include carboxyl group, hydroxyl group, amino group, and sulfo group (-SO 3 H). Among these, a polar group containing -OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as "OH-containing polar group") is preferable, a carboxyl group or a hydroxyl group is preferable, and a carboxyl group is especially preferable.

산 분해성기로서 보다 구체적으로는, 상기 극성기가 산 해리성기로 보호된 기 (예를 들어, OH 함유 극성기의 수소 원자를 산 해리성기로 보호한 기) 를 들 수 있다. More specifically, the acid-decomposable group includes a group in which the above-described polar group is protected by an acid-dissociable group (for example, a group in which the hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected by an acid-dissociable group).

여기서 「산 해리성기」 란,Here, “mountain dissociation penis” means,

(i) 산의 작용에 의해, 당해 산 해리성기와 그 산 해리성기에 인접하는 원자의 사이의 결합이 개열될 수 있는 산 해리성을 갖는 기, 또는,(i) a group having an acid dissociable property in which the bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group can be cleaved by the action of an acid, or,

(ii) 산의 작용에 의해 일부의 결합이 개열된 후, 또한 탈탄산 반응이 발생함으로써, 당해 산 해리성기와 그 산 해리성기에 인접하는 원자의 사이의 결합이 개열될 수 있는 기(ii) A group in which the bond between the acid dissociable group and an atom adjacent to the acid dissociable group can be cleaved by a decarboxylation reaction occurring after some of the bonds are cleaved by the action of the acid.

의 쌍방을 말한다. refers to both sides.

산 분해성기를 구성하는 산 해리성기는, 당해 산 해리성기의 해리에 의해 생성되는 극성기보다 극성이 낮은 기인 것이 필요하고, 이에 따라, 산의 작용에 의해 그 산 해리성기가 해리했을 때에, 그 산 해리성기보다 극성이 높은 극성기가 발생하여 극성이 증대한다. 그 결과, (A1) 성분 전체의 극성이 증대한다. 극성이 증대함으로써, 상대적으로, 현상액에 대한 용해성이 변화하고, 현상액이 유기계 현상액인 경우에는 용해성이 감소한다. The acid dissociable group constituting the acid dissociable group must be a group with lower polarity than the polar group generated by dissociation of the acid dissociable group. Accordingly, when the acid dissociable group dissociates due to the action of acid, the acid dissociates. A polar group with higher polarity than a sexual group is generated, and polarity increases. As a result, the polarity of the entire component (A1) increases. As polarity increases, solubility in a developer relatively changes, and when the developer is an organic developer, solubility decreases.

산 해리성기로는, 특별히 한정되지 않고, 지금까지, 화학 증폭형 레지스트용의 베이스 수지의 산 해리성기로서 제안되어 있는 것을 사용할 수 있다. The acid dissociable group is not particularly limited, and those proposed so far as acid dissociable groups in base resins for chemically amplified resists can be used.

상기 극성기 중, 카르복실기 또는 수산기를 보호하는 산 해리성기로는, 예를 들어, 하기 일반식 (a1-r-1) 로 나타내는 산 해리성기 (이하, 편의상 「아세탈형 산 해리성기」 라고 하는 경우가 있다) 를 들 수 있다. Among the above polar groups, the acid dissociable group that protects the carboxyl group or the hydroxyl group is, for example, an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter, for convenience, it is referred to as an “acetal-type acid dissociable group”) ) can be mentioned.

[화학식 22][Formula 22]

Figure 112016117061018-pat00022
Figure 112016117061018-pat00022

[식 중, Ra'1, Ra'2 는 수소 원자 또는 알킬기, Ra'3 은 탄화수소기, Ra'3 은, Ra'1, Ra'2 중 어느 것과 결합하여 고리를 형성해도 된다.][In the formula, Ra' 1 and Ra' 2 are a hydrogen atom or an alkyl group, Ra' 3 is a hydrocarbon group, and Ra' 3 may be combined with any of Ra' 1 and Ra' 2 to form a ring.]

식 (a1-r-1) 중, Ra'1, Ra'2 의 알킬기로는, 상기 α 치환 아크릴산에스테르에 대한 설명에서, α 위치의 탄소 원자에 결합해도 되는 치환기로서 예시한 알킬기와 동일한 것을 들 수 있으며, 메틸기 또는 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 가장 바람직하다. In formula (a1-r-1), the alkyl groups of Ra' 1 and Ra' 2 include the same alkyl groups exemplified as substituents that may be bonded to the carbon atom at the α position in the description of the α-substituted acrylic acid ester. A methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is most preferred.

Ra'3 의 탄화수소기로는, 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기가 보다 바람직하고;직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하며, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 1,1-디메틸에틸기, 1,1-디에틸프로필기, 2,2-디메틸프로필기, 2,2-디메틸부틸기 등을 들 수 있다. The hydrocarbon group for Ra' 3 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a straight-chain or branched alkyl group is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2, 2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group, etc. are mentioned.

Ra'3 이 고리형의 탄화수소기가 되는 경우, 지방족이어도 되고 방향족이어도 되며, 또 다고리형이어도 되고, 단고리형이어도 된다. 단고리형의 지환식 탄화수소기로는, 모노시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하다. 그 모노시클로알칸으로는 탄소수 3 ∼ 8 의 것이 바람직하고, 구체적으로는 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로옥탄 등을 들 수 있다. 다고리형의 지환식 탄화수소기로는, 폴리시클로알칸으로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하고, 그 폴리시클로알칸으로는 탄소수 7 ∼ 12 의 것이 바람직하며, 구체적으로는 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등을 들 수 있다. When Ra' 3 is a cyclic hydrocarbon group, it may be aliphatic, aromatic, polycyclic, or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 8 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane, norbornane, and isocarbon group. Bornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. can be mentioned.

방향족 탄화수소기가 되는 경우, 포함되는 방향 고리로서 구체적으로는, 벤젠, 비페닐, 플루오렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 고리;상기 방향족 탄화수소 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환된 방향족 복소 고리;등을 들 수 있다. 방향족 복소 고리에 있어서의 헤테로 원자로는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다. In the case of an aromatic hydrocarbon group, the aromatic ring included specifically includes an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. aromatic heterocyclic ring; and the like. Hetero atoms in the aromatic heterocycle include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.

그 방향족 탄화수소기로서 구체적으로는, 상기 방향족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기 (아릴기);상기 아릴기의 수소 원자 중 1 개가 알킬렌기로 치환된 기 (예를 들어, 벤질기, 페네틸기, 1-나프틸메틸기, 2-나프틸메틸기, 1-나프틸에틸기, 2-나프틸에틸기 등의 아릴알킬기);를 들 수 있다. 상기 알킬렌기 (아릴알킬기 중의 알킬 사슬) 의 탄소수는, 1 ∼ 4 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 2 인 것이 보다 바람직하고, 1 인 것이 특히 바람직하다. Specifically, the aromatic hydrocarbon group includes a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); a group in which one of the hydrogen atoms of the aryl group is replaced with an alkylene group (e.g., benzyl group, phenene group) Arylalkyl groups such as thyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group); can be mentioned. The number of carbon atoms of the alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and especially preferably 1.

Ra'3 이, Ra'1, Ra'2 중 어느 것과 결합하여 고리를 형성하는 경우, 그 고리형기로는, 4 ∼ 7 원자 고리가 바람직하고, 4 ∼ 6 원자 고리가 보다 바람직하다. 그 고리형기의 구체예로는, 테트라하이드로피라닐기, 테트라하이드로푸라닐기 등을 들 수 있다. When Ra' 3 combines with either Ra' 1 or Ra' 2 to form a ring, the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring. Specific examples of the cyclic group include tetrahydropyranyl group and tetrahydrofuranyl group.

상기 극성기 중, 카르복실기를 보호하는 산 해리성기로는, 예를 들어, 하기 일반식 (a1-r-2) 로 나타내는 산 해리성기를 들 수 있다 (하기 식 (a1-r-2) 로 나타내는 산 해리성기 중, 알킬기에 의해 구성되는 것을, 이하, 편의상 「제 3 급 알킬에스테르형 산 해리성기」 라고 하는 경우가 있다).Among the above polar groups, examples of the acid dissociable group that protects the carboxyl group include an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2) (acids represented by the following formula (a1-r-2) Among the dissociable groups, those composed of an alkyl group may hereinafter be referred to as “tertiary alkyl ester type acid dissociable groups” for convenience.

[화학식 23][Formula 23]

Figure 112016117061018-pat00023
Figure 112016117061018-pat00023

[식 중, Ra'4 ∼ Ra'6 은 탄화수소기이며, Ra'5, Ra'6 은 서로 결합하여 고리를 형성해도 된다.][In the formula, Ra' 4 to Ra' 6 are hydrocarbon groups, and Ra' 5 and Ra' 6 may combine with each other to form a ring.]

Ra'4 ∼ Ra'6 의 탄화수소기로는 상기 Ra'3 과 동일한 것을 들 수 있다. Ra'4 는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기인 것이 바람직하다. Ra'5, Ra'6 이 서로 결합하여 고리를 형성하는 경우, 하기 일반식 (a1-r2-1) 로 나타내는 기를 들 수 있다. Hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 include the same hydrocarbon groups as Ra' 3 above. Ra' 4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. When Ra' 5 and Ra' 6 combine with each other to form a ring, a group represented by the following general formula (a1-r2-1) may be included.

한편, Ra'4 ∼ Ra'6 이 서로 결합하지 않고, 독립된 탄화수소기인 경우, 하기 일반식 (a1-r2-2) 로 나타내는 기를 들 수 있다. On the other hand, when Ra' 4 to Ra' 6 are not bonded to each other and are independent hydrocarbon groups, groups represented by the following general formula (a1-r2-2) can be mentioned.

[화학식 24][Formula 24]

Figure 112016117061018-pat00024
Figure 112016117061018-pat00024

[식 중, Ra'10 은 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기, Ra'11 은 Ra'10 이 결합한 탄소 원자와 함께 지방족 고리형기를 형성하는 기, Ra'12 ∼ Ra'14 는, 각각 독립적으로 탄화수소기를 나타낸다.][Wherein, Ra' 10 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Ra' 11 is a group that forms an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded, and Ra' 12 to Ra' 14 are each independently a hydrocarbon group. indicates.]

식 (a1-r2-1) 중, Ra'10 의 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기의 알킬기는, 식 (a1-r-1) 에 있어서의 Ra'3 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기로서 예시한 기가 바람직하다. 식 (a1-r2-1) 중, Ra'11 이 구성하는 지방족 고리형기는, 식 (a1-r-1) 에 있어서의 Ra'3 의 고리형의 알킬기로서 예시한 기가 바람직하다. In formula (a1-r2-1), the alkyl group of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of Ra' 10 is exemplified as the straight-chain or branched alkyl group of Ra' 3 in formula (a1-r-1). One group is preferable. In formula (a1-r2-1), the aliphatic cyclic group constituted by Ra' 11 is preferably the group exemplified as the cyclic alkyl group of Ra' 3 in formula (a1-r-1).

식 (a1-r2-2) 중, Ra'12 및 Ra'14 는 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기인 것이 바람직하고, 그 알킬기는, 식 (a1-r-1) 에 있어서의 Ra'3 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기로서 예시한 기가 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 알킬기인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 특히 바람직하다. In formula (a1-r2-2), Ra' 12 and Ra' 14 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl group is Ra' 3 in formula (a1-r-1). The groups exemplified as straight-chain or branched alkyl groups are more preferable, a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a methyl group or ethyl group is particularly preferable.

식 (a1-r2-2) 중, Ra'13 은, 식 (a1-r-1) 에 있어서의 Ra'3 의 탄화수소기로서 예시된 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 알킬기인 것이 바람직하다. 이들 중에서도, Ra'3 의 고리형의 알킬기로서 예시된 기인 것이 보다 바람직하다.In formula (a1-r2-2), Ra' 13 is preferably a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group exemplified by the hydrocarbon group of Ra' 3 in formula (a1-r-1). do. Among these, the group exemplified as the cyclic alkyl group of Ra' 3 is more preferable.

상기 식 (a1-r2-1) 의 구체예를 이하에 든다. 이하의 식 중, 「*」 는 결합손을 나타낸다. Specific examples of the above formula (a1-r2-1) are given below. In the formula below, “*” represents a bond.

[화학식 25][Formula 25]

Figure 112016117061018-pat00025
Figure 112016117061018-pat00025

상기 식 (a1-r2-2) 의 구체예를 이하에 든다. Specific examples of the above formula (a1-r2-2) are given below.

[화학식 26][Formula 26]

Figure 112016117061018-pat00026
Figure 112016117061018-pat00026

또, 상기 극성기 중 수산기를 보호하는 산 해리성기로는, 예를 들어, 하기 일반식 (a1-r-3) 으로 나타내는 산 해리성기 (이하, 편의상 「제 3 급 알킬옥시카르보닐 산 해리성기」 라고 하는 경우가 있다) 를 들 수 있다. In addition, examples of the acid dissociable group that protects the hydroxyl group among the polar groups include an acid dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as a “tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group” for convenience) There are cases where it is said).

[화학식 27][Formula 27]

Figure 112016117061018-pat00027
Figure 112016117061018-pat00027

[식 중, Ra'7 ∼ Ra'9 는 알킬기를 나타낸다.][In the formula, Ra' 7 to Ra' 9 represent an alkyl group.]

식 (a1-r-3) 중, Ra'7 ∼ Ra'9 는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 1 ∼ 3 이 보다 바람직하다. In the formula (a1-r-3), Ra' 7 to Ra' 9 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms.

또, 각 알킬기의 합계의 탄소수는, 3 ∼ 7 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 5 인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 4 인 것이 가장 바람직하다. Moreover, the total carbon number of each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5, and most preferably 3 to 4.

구성 단위 (a1) 로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위로서, 산의 작용에 의해 극성이 증대하는 산 분해성기를 포함하는 구성 단위;하이드록시스티렌 혹은 하이드록시스티렌 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 수산기에 있어서의 수소 원자의 적어도 일부가 상기 산 분해성기를 포함하는 치환기에 의해 보호된 구성 단위;비닐벤조산 혹은 비닐벤조산 유도체로부터 유도되는 구성 단위의 -C(=O)-OH 에 있어서의 수소 원자의 적어도 일부가 상기 산 분해성기를 포함하는 치환기에 의해 보호된 구성 단위 등을 들 수 있다. The structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent, and contains an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid; hydroxy A structural unit in which at least part of the hydrogen atom in the hydroxyl group of a structural unit derived from styrene or a hydroxystyrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group; -C of a structural unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative and structural units in which at least part of the hydrogen atoms in (=O)-OH are protected by a substituent containing the acid-decomposable group.

구성 단위 (a1) 로는, 상기 중에서도, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위가 바람직하다. As the structural unit (a1), among the above, a structural unit derived from an acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent is preferable.

구성 단위 (a1) 로서, 하기 일반식 (a1-1) 또는 (a1-2) 로 나타내는 구성 단위가 바람직하다. As the structural unit (a1), a structural unit represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2) is preferable.

[화학식 28][Formula 28]

Figure 112016117061018-pat00028
Figure 112016117061018-pat00028

[식 중, R 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기이다. Va1 은 에테르 결합, 우레탄 결합, 또는 아미드 결합을 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기이고, na1 은 0 ∼ 2 이며, [Wherein, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Va 1 is a divalent hydrocarbon group that may have an ether bond, a urethane bond, or an amide bond, n a1 is 0 to 2,

Ra1 은 상기 식 (a1-r-1) ∼ (a1-r-2) 로 나타내는 산 해리성기이다. Wa1 은 na2+1 가의 탄화수소기이고, na2 는 1 ∼ 3 이며, Ra2 는 상기 식 (a1-r-1) 또는 (a1-r-3) 으로 나타내는 산 해리성기이다.]Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above formulas (a1-r-1) to (a1-r-2). Wa 1 is a hydrocarbon group with n a2 +1 valence, n a2 is 1 to 3, and Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3).]

상기 일반식 (a1-1) 중, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기는, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다. 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기는, 상기 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 기이다. 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 특히 불소 원자가 바람직하다. In the general formula (a1-1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, and isopropyl group. , n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, etc. A halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are replaced with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable.

R 로는, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화알킬기가 바람직하고, 공업상 입수의 용이함에서, 수소 원자 또는 메틸기가 가장 바람직하다. R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group due to ease of industrial availability.

Va1 의 탄화수소기는, 지방족 탄화수소기여도 되고, 방향족 탄화수소기여도 된다. 지방족 탄화수소기는, 방향족성을 갖지 않는 탄화수소기를 의미한다. Va1 에 있어서의 2 가의 탄화수소기로서의 지방족 탄화수소기는, 포화여도 되고, 불포화여도 되며, 통상적으로는 포화인 것이 바람직하다. The hydrocarbon group of Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group that does not have aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.

그 지방족 탄화수소기로서, 보다 구체적으로는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기, 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기 등을 들 수 있다. More specifically, the aliphatic hydrocarbon group includes a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.

또 Va1 로는 상기 2 가의 탄화수소기가 에테르 결합, 우레탄 결합, 또는 아미드 결합을 통해서 결합한 것을 들 수 있다. Also, Va 1 may include a divalent hydrocarbon group bonded through an ether bond, a urethane bond, or an amide bond.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기는, 탄소수가 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 6 이 보다 바람직하고, 1 ∼ 4 가 더욱 바람직하고, 1 ∼ 3 이 가장 바람직하다. The linear or branched aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, further preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.

직사슬형의 지방족 탄화수소기로는, 직사슬형의 알킬렌기가 바람직하고, 구체적으로는, 메틸렌기 [-CH2-], 에틸렌기 [-(CH2)2-], 트리메틸렌기 [-(CH2)3-], 테트라메틸렌기 [-(CH2)4-], 펜타메틸렌기 [-(CH2)5-] 등을 들 수 있다. As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 2 -], and a trimethylene group [-( CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -], etc.

분기사슬형의 지방족 탄화수소기로는, 분기사슬형의 알킬렌기가 바람직하고, 구체적으로는, -CH(CH3)-, -CH(CH2CH3)-, -C(CH3)2-, -C(CH3)(CH2CH3)-, -C(CH3)(CH2CH2H3)-, -C(CH2CH3)2- 등의 알킬메틸렌기;-CH(CH3)CH2-, -CH(CH3)CH(CH3)-, -C(CH3)2CH2-, -CH(CH2CH3)CH2-, -C(CH2CH3)2-CH2- 등의 알킬에틸렌기;-CH(CH3)CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2- 등의 알킬트리메틸렌기;-CH(CH3)CH2CH2CH2-, -CH2CH(CH3)CH2CH2- 등의 알킬테트라메틸렌기 등의 알킬알킬렌기 등을 들 수 있다. 알킬알킬렌기에 있어서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형의 알킬기가 바람직하다. The branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, specifically -CH( CH3 )-, -CH( CH2CH3 ) -, -C( CH3 ) 2- , Alkylmethylene groups such as -C(CH 3 )(CH 2 CH 3 )-, -C(CH 3 )(CH 2 CH 2 H 3 )-, -C(CH 2 CH 3 ) 2- ; -CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 )CH 2 -, -C(CH 2 CH 3 ) Alkyl ethylene groups such as 2 -CH 2 -; Alkyl trimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 )CH 2 CH Alkyl alkylene groups such as alkyl tetramethylene groups such as 2CH 2 -, -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, etc. are mentioned. The alkyl group in the alkylakylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

상기 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기로는, 지환식 탄화수소기 (지방족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 2 개 제거한 기), 지환식 탄화수소기가 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기의 말단에 결합한 기, 지환식 탄화수소기가 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기의 도중에 개재하는 기 등을 들 수 있다. 상기 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기로는 상기와 동일한 것을 들 수 있다. Among the aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the above structure, an alicyclic hydrocarbon group (a group in which two hydrogen atoms are removed from an aliphatic hydrocarbon ring), a group in which an alicyclic hydrocarbon group is bonded to the terminal of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. , a group in which an alicyclic hydrocarbon group is interposed between a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group, and the like. Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include the same ones as above.

상기 지환식 탄화수소기는, 탄소수가 3 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하다. The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.

상기 지환식 탄화수소기는, 다고리형이어도 되고, 단고리형이어도 된다. 단고리형의 지환식 탄화수소기로는, 모노시클로알칸으로부터 2 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하다. 그 모노시클로알칸으로는 탄소수 3 ∼ 6 의 것이 바람직하고, 구체적으로는 시클로펜탄, 시클로헥산 등을 들 수 있다. 다고리형의 지환식 탄화수소기로는, 폴리시클로알칸으로부터 2 개의 수소 원자를 제거한 기가 바람직하고, 그 폴리시클로알칸으로는 탄소수 7 ∼ 12 의 것이 바람직하며, 구체적으로는 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등을 들 수 있다. The alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane, norbornane, and isocarbon group. Bornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. can be mentioned.

방향족 탄화수소기는, 방향 고리를 갖는 탄화수소기이다. An aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having an aromatic ring.

상기 Va1 에 있어서의 2 가의 탄화수소기로서의 방향족 탄화수소기는, 탄소수가 3 ∼ 30 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 30 인 것이 보다 바람직하고, 5 ∼ 20 이 더욱 바람직하고, 6 ∼ 15 가 특히 바람직하고, 6 ∼ 10 이 가장 바람직하다. 단, 그 탄소수에는, 치환기에 있어서의 탄소수를 포함하지 않는 것으로 한다. The aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, further preferably 5 to 20 carbon atoms, and especially preferably 6 to 15 carbon atoms, 6 to 10 is most preferable. However, the carbon number shall not include the carbon number in the substituent.

방향족 탄화수소기가 갖는 방향 고리로서 구체적으로는, 벤젠, 비페닐, 플루오렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 고리;상기 방향족 탄화수소 고리를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환된 방향족 복소 고리;등을 들 수 있다. 방향족 복소 고리에 있어서의 헤테로 원자로는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다. The aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group specifically includes an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; an aromatic heterocyclic ring in which a portion of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. ;etc. Hetero atoms in the aromatic heterocycle include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.

그 방향족 탄화수소기로서 구체적으로는, 상기 방향족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 2 개 제거한 기 (아릴렌기);상기 방향족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 1 개 제거한 기 (아릴기) 의 수소 원자 중 1 개가 알킬렌기로 치환된 기 (예를 들어, 벤질기, 페네틸기, 1-나프틸메틸기, 2-나프틸메틸기, 1-나프틸에틸기, 2-나프틸에틸기 등의 아릴알킬기에 있어서의 아릴기로부터 수소 원자를 추가로 1 개 제거한 기);등을 들 수 있다. 상기 알킬렌기 (아릴알킬기 중의 알킬 사슬) 의 탄소수는, 1 ∼ 4 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 2 인 것이 보다 바람직하고, 1 인 것이 특히 바람직하다. Specifically, the aromatic hydrocarbon group includes a group in which two hydrogen atoms have been removed from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); one of the hydrogen atoms in the group in which one hydrogen atom has been removed from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group) is alkylene. A hydrogen atom from an aryl group in an arylalkyl group such as a group substituted with a group (e.g., benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc. Group with one additional removed); etc. can be mentioned. The number of carbon atoms of the alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and especially preferably 1.

상기 식 (a1-2) 중, Wa1 에 있어서의 na2+1 가의 탄화수소기는, 지방족 탄화수소기여도 되고, 방향족 탄화수소기여도 된다. 그 지방족 탄화수소기는, 방향족성을 갖지 않는 탄화수소기를 의미하며, 포화여도 되고, 불포화여도 되고, 통상적으로는 포화인 것이 바람직하다. 상기 지방족 탄화수소기로는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기, 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기, 혹은 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기와 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기를 조합한 기를 들 수 있으며, 구체적으로는, 상기 서술한 식 (a1-1) 의 Va1 과 동일한 기를 들 수 있다. In the above formula (a1-2), the n a2 + 1 valent hydrocarbon group in Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group that does not have aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. The aliphatic hydrocarbon group includes a straight-chain or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a combination of a straight-chain or branched aliphatic hydrocarbon group with a ring-containing aliphatic hydrocarbon group in the structure. One group can be mentioned, and specifically, the same group as Va 1 in the above-mentioned formula (a1-1) can be mentioned.

상기 na2+1 가는, 2 ∼ 4 가가 바람직하고, 2 또는 3 가가 보다 바람직하다. The value of n a2 +1 is preferably 2 to 4, and more preferably 2 or 3.

상기 식 (a1-2) 로는, 특히, 하기 일반식 (a1-2-01) 로 나타내는 구성 단위가 바람직하다. As the above formula (a1-2), a structural unit represented by the following general formula (a1-2-01) is particularly preferable.

[화학식 29][Formula 29]

Figure 112016117061018-pat00029
Figure 112016117061018-pat00029

식 (a1-2-01) 중, Ra2 는 상기 식 (a1-r-1) 또는 (a1-r-3) 으로 나타내는 산 해리성기이다. na2 는 1 ∼ 3 의 정수이고, 1 또는 2 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 보다 바람직하다. c 는 0 ∼ 3 의 정수이고, 0 또는 1 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 보다 바람직하다. R 은 상기와 동일하다. In formula (a1-2-01), Ra 2 is an acid dissociable group represented by the formula (a1-r-1) or (a1-r-3). n a2 is an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 1. c is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 1. R is the same as above.

이하에 상기 식 (a1-1), (a1-2) 의 구체예를 나타낸다. 이하의 각 식 중, Rα 는, 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. Specific examples of the above formulas (a1-1) and (a1-2) are shown below. In each formula below, R α represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.

[화학식 30][Formula 30]

Figure 112016117061018-pat00030
Figure 112016117061018-pat00030

[화학식 31][Formula 31]

Figure 112016117061018-pat00031
Figure 112016117061018-pat00031

[화학식 32][Formula 32]

Figure 112016117061018-pat00032
Figure 112016117061018-pat00032

[화학식 33][Formula 33]

Figure 112016117061018-pat00033
Figure 112016117061018-pat00033

[화학식 34][Formula 34]

Figure 112016117061018-pat00034
Figure 112016117061018-pat00034

(A) 성분 중의 구성 단위 (a1) 의 비율은, (A) 성분을 구성하는 전체 구성 단위에 대하여, 20 ∼ 80 몰% 가 바람직하고, 20 ∼ 75 몰% 가 보다 바람직하고, 25 ∼ 70 몰% 가 더욱 바람직하다. 하한값 이상으로 함으로써, 감도, 해상성, LWR 등의 리소그래피 특성도 향상된다. 또, 상한값 이하로 함으로써 다른 구성 단위와의 밸런스를 잡을 수 있다. The ratio of the structural unit (a1) in component (A) is preferably 20 to 80 mol%, more preferably 20 to 75 mol%, and 25 to 70 mol% with respect to all structural units constituting component (A). % is more preferable. By exceeding the lower limit, lithography characteristics such as sensitivity, resolution, and LWR are also improved. Also, by setting it below the upper limit, it is possible to achieve balance with other structural units.

(구성 단위 (a2)) (Constitutive unit (a2))

구성 단위 (a2) 는, -SO2- 함유 고리형기를 포함하는 구성 단위이다. The structural unit (a2) is a structural unit containing a -SO 2 --containing cyclic group.

구성 단위 (a2) 의 -SO2- 함유 고리형기는, (A1) 성분을 레지스트막의 형성에 사용한 경우에, 레지스트막의 기판에 대한 밀착성을 높이는 데에 유효한 것이다. The -SO 2 --containing cyclic group of the structural unit (a2) is effective in increasing the adhesion of the resist film to the substrate when component (A1) is used to form a resist film.

본 발명에 있어서, (A1) 성분은, 구성 단위 (a2) 를 갖고 있는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that component (A1) has a structural unit (a2).

또한, 상기 구성 단위 (a1) 이 그 구조 중에 -SO2- 함유 고리형기를 포함하는 것인 경우, 그 구성 단위는 구성 단위 (a2) 에도 해당하지만, 이와 같은 구성 단위는 구성 단위 (a1) 에 해당하고, 구성 단위 (a2) 에는 해당하지 않는 것으로 한다. In addition, when the structural unit (a1) contains an -SO 2 --containing cyclic group in its structure, the structural unit also corresponds to the structural unit (a2), but such structural unit is not included in the structural unit (a1). It is assumed to be applicable and not applicable to structural unit (a2).

구성 단위 (a2) 는, 하기 일반식 (a2-1) 로 나타내는 구성 단위인 것이 바람직하다. The structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).

[화학식 35][Formula 35]

Figure 112016117061018-pat00035
Figure 112016117061018-pat00035

[식 중, R 은 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기이고, Ya21 은 단결합 또는 2 가의 연결기이고, La21 은 -O-, -COO-, -CON(R')-, -OCO-, -CONHCO- 또는 -CONHCS- 이며, R' 는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 단 La21 이 -O- 인 경우, Ya21 은 -CO- 로는 되지 않는다. Ra21 은 -SO2- 함유 고리형기이다.][Wherein, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Ya 21 is a single bond or a divalent linking group, and La 21 is -O-, -COO-, -CON( R')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, and R' represents a hydrogen atom or a methyl group. However, when La 21 is -O-, Ya 21 does not become -CO-. Ra 21 is a -SO 2 -containing cyclic group.]

Ya21 의 2 가의 연결기로는 특별히 한정되지 않지만, 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기, 헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기 등을 적합한 것으로서 들 수 있다. The divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but suitable examples include a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, etc.

(치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기) (Divalent hydrocarbon group which may have a substituent)

2 가의 연결기로서의 탄화수소기는, 지방족 탄화수소기여도 되고, 방향족 탄화수소기여도 된다. The hydrocarbon group as the divalent linking group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.

지방족 탄화수소기는, 방향족성을 갖지 않는 탄화수소기를 의미한다. 그 지방족 탄화수소기는, 포화여도 되고, 불포화여도 되며, 통상적으로는 포화인 것이 바람직하다. An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group that does not have aromaticity. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.

상기 지방족 탄화수소기로는, 직사슬형 혹은 분기사슬형의 지방족 탄화수소기 또는 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기 등을 들 수 있으며, 구체적으로는, 상기 서술한 식 (a1-1) 에 있어서의 Va1 에서 예시한 기를 들 수 있다.The aliphatic hydrocarbon group includes linear or branched aliphatic hydrocarbon groups or aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the structure, and specifically, Va in the formula (a1-1) described above. The groups exemplified in 1 can be mentioned.

상기 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다. 그 치환기로는, 불소 원자, 불소 원자로 치환된 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화알킬기, 카르보닐기 등을 들 수 있다. The linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.

상기 구조 중에 고리를 포함하는 지방족 탄화수소기로는, 고리 구조 중에 헤테로 원자를 포함하는 치환기를 포함해도 되는 고리형의 지방족 탄화수소기 (지방족 탄화수소 고리로부터 수소 원자를 2 개 제거한 기), 상기 고리형의 지방족 탄화수소기가 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기의 말단에 결합한 기, 상기 고리형의 지방족 탄화수소기가 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기의 도중에 개재하는 기 등을 들 수 있다. 상기 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기로는 상기와 동일한 것을 들 수 있다. Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the above structure include a cyclic aliphatic hydrocarbon group that may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure (a group in which two hydrogen atoms have been removed from the aliphatic hydrocarbon ring), and the above-mentioned cyclic aliphatic group. Examples include a group in which a hydrocarbon group is bonded to the end of a straight-chain or branched aliphatic hydrocarbon group, and a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is interposed in the middle of a straight-chain or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include the same ones as above.

고리형의 지방족 탄화수소기는, 탄소수가 3 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 12 인 것이 보다 바람직하다. The cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably has 3 to 12 carbon atoms.

고리형의 지방족 탄화수소기로는, 구체적으로는, 상기 서술한 식 (a1-1) 에 있어서의 Va1 에서 예시한 기를 들 수 있다. Specifically, the cyclic aliphatic hydrocarbon group includes the group exemplified by Va 1 in the above-mentioned formula (a1-1).

고리형의 지방족 탄화수소기는, 치환기를 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다. 그 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, 카르보닐기 등을 들 수 있다. The cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, and a carbonyl group.

상기 치환기로서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기인 것이 가장 바람직하다. The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.

상기 치환기로서의 알콕시기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기가 바람직하고, 메톡시기, 에톡시기가 가장 바람직하다. The alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, tert-butoxy group, and methoxy group. , ethoxy group is most preferred.

상기 치환기로서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 불소 원자가 바람직하다. Halogen atoms as the substituent include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc., and fluorine atom is preferable.

상기 치환기로서의 할로겐화알킬기로는, 상기 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 상기 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with the halogen atoms.

고리형의 지방족 탄화수소기는, 그 고리 구조를 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자를 포함하는 치환기로 치환되어도 된다. 그 헤테로 원자를 포함하는 치환기로는, -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O)2-, -S(=O)2-O- 가 바람직하다.In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a hetero atom. As the substituent containing the hetero atom, -O-, -C(=O)-O-, -S-, -S(=O) 2 -, -S(=O) 2 -O- are preferable. .

2 가의 탄화수소기로서의 방향족 탄화수소기로는, 구체적으로는, 상기 서술한 식 (a1-1) 에 있어서의 Va1 에서 예시된 기를 들 수 있다. Specifically, the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group includes the group exemplified by Va 1 in the above-mentioned formula (a1-1).

상기 방향족 탄화수소기는, 당해 방향족 탄화수소기가 갖는 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 예를 들어 당해 방향족 탄화수소기 중의 방향 고리에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 치환기로는, 예를 들어, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기 등을 들 수 있다. As for the aromatic hydrocarbon group, the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, the hydrogen atom bonded to the aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.

상기 치환기로서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, tert-부틸기인 것이 가장 바람직하다. The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, or a tert-butyl group.

상기 치환기로서의 알콕시기, 할로겐 원자 및 할로겐화알킬기로는, 상기 고리형의 지방족 탄화수소기가 갖는 수소 원자를 치환하는 치환기로서 예시한 것을 들 수 있다. Examples of the alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as substituents that replace the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.

(헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기) (Divalent linking group containing a hetero atom)

헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기에 있어서의 헤테로 원자란, 탄소 원자 및 수소 원자 이외의 원자이며, 예를 들어 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 할로겐 원자 등을 들 수 있다. The hetero atom in the divalent linking group containing a hetero atom is an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, and examples include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.

Ya21 이 헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기인 경우, 그 연결기로 바람직한 것으로서, -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- (H 는 알킬기, 아실기 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다.), -S-, -S(=O)2-, -S(=O)2-O-, 일반식 -Y21-O-Y22-, -Y21-O-, -Y21-C(=O)-O-, -C(=O)-O-Y21, [Y21-C(=O)-O]m'-Y22- 또는 -Y21-O-C(=O)-Y22- 로 나타내는 기 [식 중, Y21 및 Y22 는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기이고, O 는 산소 원자이며, m' 는 0 ∼ 3 의 정수이다.] 등을 들 수 있다. When Ya 21 is a divalent linking group containing a hetero atom, the linking group is preferably -O-, -C(=O)-O-, -C(=O)-, -OC(=O)-O -, -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- (H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or acyl group.), -S-, -S( =O) 2 -, -S(=O) 2 -O-, general formula -Y 21 -OY 22 -, -Y 21 -O-, -Y 21 -C(=O)-O-, -C( =O)-OY 21 , [Y 21 -C(=O)-O] m' -Y 22 - or -Y 21 -OC(=O)-Y 22 - A group represented by [where Y 21 and Y 22 is each independently a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, O is an oxygen atom, and m' is an integer of 0 to 3.] and the like.

상기 헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기가 -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)- 인 경우, 그 H 는 알킬기, 아실 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다. 그 치환기 (알킬기, 아실기 등) 는, 탄소수가 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 8 인 것이 더욱 바람직하고, 1 ∼ 5 인 것이 특히 바람직하다. When the divalent linking group containing the hetero atom is -C(=O)-NH-, -NH-, -NH-C(=NH)-, H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or acyl. . The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and especially preferably 1 to 5 carbon atoms.

식 -Y21-O-Y22-, -Y21-O-, -Y21-C(=O)-O-, -C(=O)-O-Y21, -[Y21-C(=O)-O]m'-Y22- 또는 -Y21-O-C(=O)-Y22- 중, Y21 및 Y22 는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기이다. 그 2 가의 탄화수소기로는, 상기 2 가의 연결기로서의 설명에서 예시한 「치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기」 와 동일한 것을 들 수 있다. Formula -Y 21 -OY 22 -, -Y 21 -O-, -Y 21 -C(=O)-O-, -C(=O)-OY 21 , -[Y 21 -C(=O)- O] m' -Y 22 - or -Y 21 -OC(=O)-Y 22 -, where Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the divalent hydrocarbon group include those similar to the “divalent hydrocarbon group which may have a substituent” exemplified in the description of the divalent linking group above.

Y21 로는, 직사슬형의 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 직사슬형의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형의 알킬렌기가 더욱 바람직하고, 메틸렌기 또는 에틸렌기가 특히 바람직하다. As Y 21 , a linear aliphatic hydrocarbon group is preferable, a linear alkylene group is more preferable, a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is still more preferable, and a methylene group or an ethylene group is particularly preferable.

Y22 로는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 메틸렌기, 에틸렌기 또는 알킬메틸렌기가 보다 바람직하다. 그 알킬메틸렌기에 있어서의 알킬기는, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 3 의 직사슬형의 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 가장 바람직하다. As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group, or an alkylmethylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.

식 -[Y21-C(=O)-O]m'-Y22- 로 나타내는 기에 있어서, m' 는 0 ∼ 3 의 정수이고, 0 ∼ 2 의 정수인 것이 바람직하고, 0 또는 1 이 보다 바람직하고, 1 이 특히 바람직하다. 즉, 식 -[Y21-C(=O)-O]m'-Y22- 로 나타내는 기로는, 식 -Y21-C(=O)-O-Y22- 로 나타내는 기가 특히 바람직하다. 그 중에서도, 식 -(CH2)a'-C(=O)-O-(CH2)b'- 로 나타내는 기가 바람직하다. 그 식 중, a' 는, 1 ∼ 10 의 정수이며, 1 ∼ 8 의 정수가 바람직하고, 1 ∼ 5 의 정수가 보다 바람직하고, 1 또는 2 가 더욱 바람직하고, 1 이 가장 바람직하다. b' 는, 1 ∼ 10 의 정수이며, 1 ∼ 8 의 정수가 바람직하고, 1 ∼ 5 의 정수가 보다 바람직하고, 1 또는 2 가 더욱 바람직하고, 1 이 가장 바람직하다. In the group represented by the formula -[Y 21 -C(=O)-O] m' -Y 22 -, m' is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 or 1. And 1 is particularly preferable. That is, as the group represented by the formula -[Y 21 -C(=O)-O] m' -Y 22 -, the group represented by the formula -Y 21 -C(=O)-OY 22 - is particularly preferable. Among them, a group represented by the formula -(CH 2 ) a' -C(=O)-O-(CH 2 ) b' - is preferable. In the formula, a' is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1. b' is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and most preferably 1.

본 발명에 있어서, Ya21 로는, 단결합, 또는 에스테르 결합 [-C(=O)-O-], 에테르 결합 (-O-), 직사슬형 혹은 분기사슬형의 알킬렌기 혹은 이들의 조합인 것이 바람직하다. In the present invention, Ya 21 is a single bond, an ester bond [-C(=O)-O-], an ether bond (-O-), a straight chain or branched alkylene group, or a combination thereof. It is desirable.

상기 식 (a2-1) 중, Ra21 은 -SO2- 함유 고리형기이다. In the above formula (a2-1), Ra 21 is a -SO 2 --containing cyclic group.

「-SO2- 함유 고리형기」 란, 그 고리 골격 중에 -SO2- 를 포함하는 고리를 함유하는 고리형기를 나타내며, 구체적으로는, -SO2- 에 있어서의 황 원자 (S) 가 고리형기의 고리 골격의 일부를 형성하는 고리형기이다. 그 고리 골격 중에 -SO2- 를 포함하는 고리를 첫번째 고리로서 세어, 그 고리만인 경우에는 단고리형기, 또 다른 고리 구조를 갖는 경우에는, 그 구조에 상관없이 다고리형기라고 칭한다. -SO2- 함유 고리형기는, 단고리형이어도 되고, 다고리형이어도 된다.“-SO 2 --containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring containing -SO 2 - in its ring skeleton, and specifically, the sulfur atom (S) in -SO 2 - is a cyclic group. It is a cyclic group that forms part of the ring skeleton of. In the ring skeleton, the ring containing -SO 2 - is counted as the first ring. If it is only that ring, it is called a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The -SO 2 --containing cyclic group may be monocyclic or polycyclic.

R1 에 있어서의 고리형의 탄화수소기로서의 -SO2- 함유 고리형기는, 특히, 그 고리 골격 중에 -O-SO2- 를 포함하는 고리형기, 즉 -O-SO2- 중의 -O-S- 가 고리 골격의 일부를 형성하는 술톤 (sultone) 고리를 함유하는 고리형기인 것이 바람직하다. -SO2- 함유 고리형기로서, 보다 구체적으로는, 하기 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 로 나타내는 기를 들 수 있다. The -SO 2 --containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group in R 1 is, in particular, a cyclic group containing -O-SO 2 - in its ring skeleton, that is, -OS- in -O-SO 2 - It is preferable that it is a cyclic group containing a sultone ring that forms part of the ring skeleton. More specifically, the -SO 2 --containing cyclic group includes groups represented by the following general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4).

[화학식 36][Formula 36]

Figure 112016117061018-pat00036
Figure 112016117061018-pat00036

[식 중, Ra'51 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기 또는 시아노기이고;R" 는 수소 원자 또는 알킬기이고;A" 는 산소 원자 혹은 황 원자를 포함하고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기, 산소 원자 또는 황 원자이며, n' 는 0 ∼ 2 의 정수이다.][In the formula, Ra' 51 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, -COOR", -OC(=O)R", a hydroxyalkyl group, or a cyano group; is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group of 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and n' is an integer of 0 to 2.]

상기 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 중, A" 는 후술하는 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 중의 A" 와 동일하다. Ra'51 에 있어서의 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기로는, 상기 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 중의 Ra'21 과 동일하다. In the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), A" is the same as A" in the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) described later. The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, -COOR", -OC(=O)R", and hydroxyalkyl group in Ra' 51 are represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2- It is the same as Ra' 21 in r-7).

하기에 일반식 (a5-r-1) ∼ (a5-r-4) 로 나타내는 기의 구체예를 든다. 식 중의 「Ac」 는, 아세틸기를 나타낸다. Specific examples of groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are given below. “Ac” in the formula represents an acetyl group.

[화학식 37][Formula 37]

Figure 112016117061018-pat00037
Figure 112016117061018-pat00037

[화학식 38][Formula 38]

Figure 112016117061018-pat00038
Figure 112016117061018-pat00038

[화학식 39][Formula 39]

Figure 112016117061018-pat00039
Figure 112016117061018-pat00039

-SO2- 함유 고리형기로는, 상기 중에서도, 상기 일반식 (a5-r-1) 로 나타내는 기가 바람직하고, 상기 화학식 (r-sl-1-1), (r-sl-1-18), (r-sl-3-1) 및 (r-sl-4-1) 중 어느 것으로 나타내는 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 상기 화학식 (r-sl-1-1) 로 나타내는 기가 가장 바람직하다. Among the -SO 2 -containing cyclic groups, groups represented by the general formula (a5-r-1) are preferable, and those represented by the general formula (r-sl-1-1) and (r-sl-1-18) are preferred. , (r-sl-3-1), and (r-sl-4-1). It is more preferable to use at least one member selected from the group consisting of groups represented by the formula (r-sl-1- 1) The group represented by is most preferable.

(A1) 성분이 갖는 구성 단위 (a2) 는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. The number of structural units (a2) contained in the component (A1) may be one or two or more.

(A1) 성분이 구성 단위 (a2) 를 갖는 경우, 구성 단위 (a2) 의 비율은, 당해 (A1) 성분을 구성하는 전체 구성 단위의 합계에 대하여, 1 ∼ 80 몰% 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 70 몰% 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 65 몰% 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 60 몰% 가 특히 바람직하다. 하한값 이상으로 함으로써 구성 단위 (a2) 를 함유시키는 것에 의한 효과가 충분히 얻어지고, 상한값 이하로 함으로써 다른 구성 단위와의 밸런스를 잡을 수 있으며, 각종 리소그래피 특성 및 패턴 형상이 양호해진다. When the component (A1) has a structural unit (a2), the ratio of the structural unit (a2) is preferably 1 to 80 mol% relative to the total of all structural units constituting the component (A1), and is preferably 5 It is more preferable that it is -70 mol%, it is still more preferable that it is 10-65 mol%, and 10-60 mol% is especially preferable. By setting it above the lower limit, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained, and by setting it below the upper limit, it is possible to achieve balance with other structural units, and various lithography characteristics and pattern shapes become good.

(구성 단위 (a3)) (Constitutive unit (a3))

구성 단위 (a3) 은, 극성기 함유 지방족 탄화수소기를 포함하는 구성 단위 (단, 상기 서술한 구성 단위 (a1), (a2) 에 해당하는 것을 제외한다) 이다. The structural unit (a3) is a structural unit containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (however, those corresponding to the structural units (a1) and (a2) described above are excluded).

(A1) 성분이 구성 단위 (a3) 을 가짐으로써, (A) 성분의 친수성이 높아지고, 해상성의 향상에 기여하는 것으로 생각된다. It is thought that when component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of component (A) increases and contributes to improvement of resolution.

극성기로는, 수산기, 시아노기, 카르복실기, 알킬기의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 하이드록시알킬기 등을 들 수 있으며, 특히 수산기가 바람직하다. Polar groups include hydroxyl groups, cyano groups, carboxyl groups, and hydroxyalkyl groups in which part of the hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine atoms, and hydroxyl groups are particularly preferable.

지방족 탄화수소기로는, 탄소수 1 ∼ 10 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기 (바람직하게는 알킬렌기) 나, 고리형의 지방족 탄화수소기 (고리형기) 를 들 수 있다. 그 고리형기로는, 단고리형기여도 되고 다고리형기여도 되며, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저용 레지스트 조성물용의 수지에 있어서, 다수 제안되어 있는 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 고리형기로는 다고리형기인 것이 바람직하고, 탄소수는 7 ∼ 30 인 것이 보다 바람직하다. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably alkylene groups) and cyclic aliphatic hydrocarbon groups (cyclic groups). The cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. For example, in a resin for a resist composition for an ArF excimer laser, it can be appropriately selected and used from among many proposed groups. The cyclic group is preferably a polycyclic group, and more preferably has 7 to 30 carbon atoms.

그 중에서도, 수산기, 시아노기, 카르복실기, 또는 알킬기의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 하이드록시알킬기를 함유하는 지방족 다고리형기를 포함하는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위가 보다 바람직하다. 그 다고리형기로는, 비시클로알칸, 트리시클로알칸, 테트라시클로알칸 등에서 2 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 예시할 수 있다. 구체적으로는, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 2 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 등을 들 수 있다. 이들 다고리형기 중에서도, 아다만탄으로부터 2 개 이상의 수소 원자를 제거한 기, 노르보르난으로부터 2 개 이상의 수소 원자를 제거한 기, 테트라시클로도데칸으로부터 2 개 이상의 수소 원자를 제거한 기가 공업상 바람직하다. Among them, structural units derived from an acrylic acid ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of the hydroxyl group, cyano group, carboxyl group, or alkyl group are substituted with fluorine atoms are more preferable. Examples of the polycyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc. Specifically, groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane can be mentioned. Among these polycyclic groups, groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane, groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane, and groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclododecane are industrially preferable.

구성 단위 (a3) 으로는, 극성기 함유 지방족 탄화수소기를 포함하는 것이면 특별히 한정되는 일 없이 임의의 것이 사용 가능하다. As the structural unit (a3), any unit can be used without particular limitation as long as it contains an aliphatic hydrocarbon group containing a polar group.

구성 단위 (a3) 으로는, α 위치의 탄소 원자에 결합한 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 되는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위이고 극성기 함유 지방족 탄화수소기를 포함하는 구성 단위가 바람직하다. The structural unit (a3) is preferably a structural unit derived from an acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the carbon atom at the α position may be substituted with a substituent, and containing an aliphatic hydrocarbon group containing a polar group.

구성 단위 (a3) 으로는, 극성기 함유 지방족 탄화수소기에 있어서의 탄화수소기가 탄소수 1 ∼ 10 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기일 때는, 아크릴산의 하이드록시에틸에스테르로부터 유도되는 구성 단위가 바람직하고, 그 탄화수소기가 다고리형기일 때는, 하기의 식 (a3-1) 로 나타내는 구성 단위, 식 (a3-2) 로 나타내는 구성 단위, 식 (a3-3) 으로 나타내는 구성 단위를 바람직한 것으로서 들 수 있다. As the structural unit (a3), when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a structural unit derived from hydroxyethyl ester of acrylic acid is preferable, When the hydrocarbon group is a polycyclic group, preferred structural units include the structural unit represented by the following formula (a3-1), the structural unit represented by the formula (a3-2), and the structural unit represented by the formula (a3-3).

[화학식 40][Formula 40]

Figure 112016117061018-pat00040
Figure 112016117061018-pat00040

[식 중, R 은 상기와 동일하고, j 는 1 ∼ 3 의 정수이고, k 는 1 ∼ 3 의 정수이고, t' 는 1 ∼ 3 의 정수이고, l 은 1 ∼ 5 의 정수이고, s 는 1 ∼ 3 의 정수이다.][Wherein, R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t' is an integer of 1 to 3, l is an integer of 1 to 5, and s is It is an integer from 1 to 3.]

식 (a3-1) 중, j 는 1 또는 2 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 더욱 바람직하다. j 가 2 인 경우, 수산기가, 아다만틸기의 3 위치와 5 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. j 가 1 인 경우, 수산기가, 아다만틸기의 3 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. In formula (a3-1), j is preferably 1 or 2, and is more preferably 1. When j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group. When j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd position of the adamantyl group.

j 는 1 인 것이 바람직하고, 특히, 수산기가 아다만틸기의 3 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. j is preferably 1, and in particular, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd position of the adamantyl group.

식 (a3-2) 중, k 는 1 인 것이 바람직하다. 시아노기는, 노르보르닐기의 5 위치 또는 6 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다.In formula (a3-2), k is preferably 1. The cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.

식 (a3-3) 중, t' 는 1 인 것이 바람직하다. l 은 1 인 것이 바람직하다. s 는 1 인 것이 바람직하다. 이들은, 아크릴산의 카르복실기의 말단에, 2-노르보르닐기 또는 3-노르보르닐기가 결합하고 있는 것이 바람직하다. 불소화알킬알코올은, 노르보르닐기의 5 또는 6 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. In formula (a3-3), t' is preferably 1. l is preferably 1. s is preferably 1. These preferably have a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group bonded to the terminal of the carboxyl group of acrylic acid. The fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5 or 6 position of the norbornyl group.

(A1) 성분이 함유하는 구성 단위 (a3) 은 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. The number of structural units (a3) contained in the component (A1) may be one, or two or more types may be used.

(A1) 성분 중, 구성 단위 (a3) 의 비율은, 당해 수지 성분 (A1) 을 구성하는 전체 구성 단위의 합계에 대하여, 5 ∼ 50 몰% 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 40 몰% 가 보다 바람직하고, 5 ∼ 25 몰% 가 더욱 바람직하다. Among the components (A1), the proportion of the structural unit (a3) is preferably 5 to 50 mol%, more preferably 5 to 40 mol%, relative to the total of all structural units constituting the resin component (A1). And, 5 to 25 mol% is more preferable.

구성 단위 (a3) 의 비율을 하한값 이상으로 함으로써, 구성 단위 (a3) 을 함유시키는 것에 의한 효과가 충분히 얻어지고, 상한값 이하로 함으로써, 다른 구성 단위와의 밸런스를 잡기 쉬워진다. By setting the ratio of the structural unit (a3) to the lower limit or more, the effect of containing the structural unit (a3) is sufficiently obtained, and by setting it to the upper limit or less, it becomes easy to maintain a balance with other structural units.

(구성 단위 (a4)) (Constitutive unit (a4))

구성 단위 (a4) 는, 산 비해리성 고리형기를 포함하는 구성 단위이다. (A1) 성분이 구성 단위 (a4) 를 가짐으로써, 형성되는 레지스트 패턴의 드라이 에칭 내성이 향상된다. 또, (A1) 성분의 소수성이 높아진다. 소수성의 향상은, 특히 유기 용제 현상의 경우에, 해상성, 레지스트 패턴 형상 등의 향상에 기여하는 것으로 생각된다. The structural unit (a4) is a structural unit containing an acid non-dissociable cyclic group. When the component (A1) has the structural unit (a4), the dry etching resistance of the formed resist pattern is improved. Additionally, the hydrophobicity of component (A1) increases. It is believed that improvement in hydrophobicity contributes to improvement in resolution, resist pattern shape, etc., especially in the case of organic solvent development.

구성 단위 (a4) 에 있어서의 「산 비해리성 고리형기」 는, 노광에 의해 후술하는 (B) 성분으로부터 산이 발생했을 때에, 그 산이 작용해도 해리하는 일 없이 그대로 당해 구성 단위 중에 남는 고리형기이다. The “acid non-dissociable cyclic group” in the structural unit (a4) is a cyclic group that remains in the structural unit without dissociating even when the acid acts on it when an acid is generated from the component (B) described later by exposure to light.

구성 단위 (a4) 로는, 예를 들어 산 비해리성의 지방족 고리형기를 포함하는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구성 단위 등이 바람직하다. 그 고리형기는, 예를 들어, 상기의 구성 단위 (a1) 의 경우에 예시한 것과 동일한 것을 예시할 수 있으며, ArF 엑시머 레이저용, KrF 엑시머 레이저용 (바람직하게는 ArF 엑시머 레이저용) 등의 레지스트 조성물의 수지 성분에 사용되는 것으로서 종래부터 알려져 있는 다수의 것이 사용 가능하다. The structural unit (a4) is preferably, for example, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an acid-non-dissociable aliphatic cyclic group. The cyclic group may, for example, be the same as that exemplified in the case of structural unit (a1) above, and may be used in resists such as those for ArF excimer lasers and KrF excimer lasers (preferably for ArF excimer lasers). A number of those conventionally known to be used in the resin component of the composition can be used.

특히 트리시클로데실기, 아다만틸기, 테트라시클로도데실기, 이소보르닐기, 노르보르닐기에서 선택되는 적어도 1 종이면, 공업상 입수하기 쉬운 등의 점에서 바람직하다. 이들 다고리형기는, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기를 치환기로서 갖고 있어도 된다. In particular, at least one type selected from tricyclodecyl group, adamantyl group, tetracyclododecyl group, isobornyl group, and norbornyl group is preferable because it is easy to obtain industrially. These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.

구성 단위 (a4) 로서, 구체적으로는, 하기 일반식 (a4-1) ∼ (a4-7) 의 구조의 것을 예시할 수 있다. As the structural unit (a4), specifically, those having the structures of the following general formulas (a4-1) to (a4-7) can be exemplified.

[화학식 41][Formula 41]

Figure 112016117061018-pat00041
Figure 112016117061018-pat00041

[식 중, Rα 는, 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다.][In the formula, R α represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.]

(A1) 성분이 함유하는 구성 단위 (a4) 는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. The number of structural units (a4) contained in the component (A1) may be one, or two or more types may be used.

구성 단위 (a4) 를 (A1) 성분에 함유시킬 때, 구성 단위 (a4) 의 비율은, (A1) 성분을 구성하는 전체 구성 단위의 합계에 대하여, 1 ∼ 30 몰% 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 20 몰% 인 것이 보다 바람직하다. When the structural unit (a4) is contained in the (A1) component, the proportion of the structural unit (a4) is preferably 1 to 30 mol% relative to the total of all structural units constituting the (A1) component, and is preferably 10 It is more preferable that it is ~20 mol%.

(구성 단위 (a5)) (Constitutive unit (a5))

구성 단위 (a5) 는, 락톤 함유 고리형기 또는 카보네이트 함유 고리형기를 포함하는 구성 단위이다. The structural unit (a5) is a structural unit containing a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.

구성 단위 (a5) 의 락톤 함유 고리형기 또는 카보네이트 함유 고리형기는, (A1) 성분을 레지스트막의 형성에 사용한 경우에, 레지스트막의 기판에 대한 밀착성을 높이는 데에 유효한 것이다. The lactone-containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group of structural unit (a5) is effective in increasing the adhesion of the resist film to the substrate when component (A1) is used to form a resist film.

또한, 상기 구성 단위 (a1) 이 그 구조 중에 락톤 함유 고리형기 또는 카보네이트 함유 고리형기를 포함하는 것인 경우, 그 구성 단위는 구성 단위 (a5) 에도 해당하지만, 이와 같은 구성 단위는 구성 단위 (a1) 에 해당하고, 구성 단위 (a5) 에는 해당하지 않는 것으로 한다. In addition, when the structural unit (a1) contains a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group in its structure, that structural unit also corresponds to structural unit (a5), but such structural unit is the structural unit (a1 ) and does not correspond to structural unit (a5).

구성 단위 (a5) 는, 상기 식 (a2-1) 중의 Ra21 이 락톤 함유 고리형기 또는 카보네이트 함유 고리형기인 구성 단위인 것이 바람직하다. The structural unit (a5) is preferably a structural unit in which Ra 21 in the formula (a2-1) is a lactone-containing cyclic group or a carbonate-containing cyclic group.

「락톤 함유 고리형기」 란, 그 고리 골격 중에 -O-C(=O)- 를 포함하는 고리 (락톤 고리) 를 함유하는 고리형기를 나타낸다. 락톤 고리를 첫번째 고리로서 세어, 락톤 고리만의 경우에는 단고리형기, 또 다른 고리 구조를 갖는 경우에는, 그 구조에 상관없이 다고리형기라고 칭한다. 락톤 함유 고리형기는, 단고리형기여도 되고, 다고리형기여도 된다. “Lactone-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (lactone ring) containing -O-C(=O)- in its ring skeleton. The lactone ring is counted as the first ring, and in the case of only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and in the case of having another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.

R1 에 있어서의 고리형의 탄화수소기로서의 락톤 함유 고리형기로는, 특별히 한정되는 일 없이 임의의 것이 사용 가능하다. 구체적으로는, 하기 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 로 나타내는 기를 들 수 있다. 이하, 「*」 는 결합손을 나타낸다. There is no particular limitation on the lactone-containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group for R 1 , and any one can be used. Specifically, groups represented by the following general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) can be mentioned. Hereinafter, “*” represents a bond.

[화학식 42][Formula 42]

Figure 112016117061018-pat00042
Figure 112016117061018-pat00042

[식 중, Ra'21 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기 또는 시아노기이고;R" 는 수소 원자 또는 알킬기이고;A" 는 산소 원자 혹은 황 원자를 포함하고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기, 산소 원자 또는 황 원자이고, n' 는 0 ∼ 2 의 정수이고, m' 는 0 또는 1 이다.][In the formula, Ra' 21 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, -COOR", -OC(=O)R", a hydroxyalkyl group, or a cyano group; R" is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group of 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, n' is an integer from 0 to 2, and m' is 0 or It is 1.]

상기 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 중, A" 는, 산소 원자 (-O-) 혹은 황 원자 (-S-) 를 포함하고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기, 산소 원자 또는 황 원자이다. A" 에 있어서의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기로는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬렌기가 바람직하고, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기, 이소프로필렌기 등을 들 수 있다. 그 알킬렌기가 산소 원자 또는 황 원자를 포함하는 경우, 그 구체예로는, 상기 알킬렌기의 말단 또는 탄소 원자 사이에 -O- 또는 -S- 가 개재하는 기를 들 수 있으며, 예를 들어 -O-CH2-, -CH2-O-CH2-, -S-CH2-, -CH2-S-CH2- 등을 들 수 있다. A" 로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기 또는 -O- 가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 메틸렌기가 가장 바람직하다. Ra'21 은 각각 독립적으로, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기 또는 시아노기이다. In the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), A" is alkyl having 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom (-O-) or a sulfur atom (-S-). It is a ren group, an oxygen atom, or a sulfur atom. The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A$ is preferably a linear or branched alkylene group, and examples include methylene group, ethylene group, n-propylene group, and isopropylene group. When the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom, specific examples include a group in which -O- or -S- is interposed between the ends of the alkylene group or carbon atoms, for example -O -CH 2 -, -CH 2 -O-CH 2 -, -S-CH 2 -, -CH 2 -S-CH 2 -, and the like. As A$, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or -O- is preferable, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a methylene group is most preferable. Ra' 21 each independently represents an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, -COOR", -OC(=O)R", a hydroxyalkyl group, or a cyano group.

Ra'21 에 있어서의 알킬기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하다. Ra'21 에 있어서의 알콕시기로는, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기가 바람직하다. 그 알콕시기는, 직사슬형 또는 분기사슬형인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 Ra'21 에 있어서의 알킬기로서 예시한 알킬기와 산소 원자 (-O-) 가 연결한 기를 들 수 있다. The alkyl group for Ra' 21 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The alkoxy group for Ra' 21 is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, a group in which an alkyl group exemplified as the alkyl group for Ra' 21 above and an oxygen atom (-O-) is linked is mentioned.

Ra'21 에 있어서의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 불소 원자가 바람직하다. The halogen atom in Ra' 21 includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc., and a fluorine atom is preferable.

Ra'21 에 있어서의 할로겐화알킬기로는, 상기 Ra'21 에 있어서의 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 상기 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 그 할로겐화알킬기로는, 불소화알킬기가 바람직하고, 특히 퍼플루오로알킬기가 바람직하다. Examples of the halogenated alkyl group for Ra' 21 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group for Ra' 21 are replaced with the halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluoroalkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.

하기에 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 로 나타내는 기의 구체예를 든다. Specific examples of groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are given below.

[화학식 43][Formula 43]

Figure 112016117061018-pat00043
Figure 112016117061018-pat00043

「카보네이트 함유 고리형기」 란, 그 고리 골격 중에 -O-C(=O)-O- 를 포함하는 고리 (카보네이트 고리) 를 함유하는 고리형기를 나타낸다. 카보네이트 고리를 첫번째 고리로서 세어, 카보네이트고리만인 경우에는 단고리형기, 또 다른 고리 구조를 갖는 경우에는, 그 구조에 상관없이 다고리형기라고 칭한다. 카보네이트 함유 고리형기는, 단고리형기여도 되고, 다고리형기여도 된다. “Carbonate-containing cyclic group” refers to a cyclic group containing a ring (carbonate ring) containing -O-C(=O)-O- in its ring skeleton. The carbonate ring is counted as the first ring. If it has only a carbonate ring, it is called a monocyclic group. If it has another ring structure, it is called a polycyclic group regardless of the structure. The carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.

R1 에 있어서의 고리형의 탄화수소기로서의 카보네이트 고리 함유 고리형기로는, 특별히 한정되는 일 없이 임의의 것이 사용 가능하다. 구체적으로는, 하기 일반식 (ax3-r-1) ∼ (ax3-r-3) 으로 나타내는 기를 들 수 있다. There is no particular limitation on the carbonate ring-containing cyclic group as the cyclic hydrocarbon group for R 1 , and any one can be used. Specifically, groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) can be mentioned.

[화학식 44][Formula 44]

Figure 112016117061018-pat00044
Figure 112016117061018-pat00044

[식 중, Ra'x31 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, 수산기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기 또는 시아노기이고;R" 는 수소 원자 또는 알킬기이고;A" 는 산소 원자 혹은 황 원자를 포함하고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬렌기, 산소 원자 또는 황 원자이며, q' 는 0 또는 1 이다.][In the formula , Ra' is a hydrogen atom or an alkyl group; A" is an alkylene group with 1 to 5 carbon atoms that may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and q' is 0 or 1.]

상기 일반식 (ax3-r-1) ∼ (ax3-r-3) 중의 A" 는, 상기 일반식 (a2-r-1) 중의 A" 와 동일하다.A" in the general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) is the same as A" in the general formula (a2-r-1).

Ra'31 에 있어서의 알킬기, 알콕시기, 할로겐 원자, 할로겐화알킬기, -COOR", -OC(=O)R", 하이드록시알킬기로는, 각각 상기 일반식 (a2-r-1) ∼ (a2-r-7) 중의 Ra'21 의 설명에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. The alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogenated alkyl group, -COOR", -OC(=O)R", and hydroxyalkyl group in Ra' 31 are each of the above general formulas (a2-r-1) to (a2). The same thing as exemplified in the explanation of Ra' 21 in -r-7) can be mentioned.

하기에 일반식 (ax3-r-1) ∼ (ax3-r-3) 으로 나타내는 기의 구체예를 든다.Specific examples of groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) are given below.

[화학식 45][Formula 45]

Figure 112016117061018-pat00045
Figure 112016117061018-pat00045

상기 중에서도, 락톤 함유 고리형기로는, 상기 일반식 (a2-r-1) 또는 (a2-r-2) 로 나타내는 기가 바람직하고, 상기 화학식 (r-lc-1-1) 의 기가 보다 바람직하다. Among the above, as the lactone-containing cyclic group, a group represented by the general formula (a2-r-1) or (a2-r-2) is preferable, and a group represented by the formula (r-lc-1-1) is more preferable. .

(A1) 성분이 갖는 구성 단위 (a5) 는 1 종이어도 되고 2 종 이상이어도 된다. The number of structural units (a5) contained in the component (A1) may be one or two or more.

(A1) 성분이 구성 단위 (a5) 를 갖는 경우, 구성 단위 (a5) 의 비율은, 당해 (A1) 성분을 구성하는 전체 구성 단위의 합계에 대하여, 1 ∼ 80 몰% 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 70 몰% 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 65 몰% 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 60 몰% 가 특히 바람직하다. 하한값 이상으로 함으로써 구성 단위 (a5) 를 함유시키는 것에 의한 효과가 충분히 얻어지고, 상한값 이하로 함으로써 다른 구성 단위와의 밸런스를 잡을 수 있고, DOF, CDU 등의 각종 리소그래피 특성 및 패턴 형상이 양호해진다. When the component (A1) has a structural unit (a5), the proportion of the structural unit (a5) is preferably 1 to 80 mol% relative to the total of all structural units constituting the component (A1), and 5 It is more preferable that it is -70 mol%, it is still more preferable that it is 10-65 mol%, and 10-60 mol% is especially preferable. By setting it above the lower limit, the effect of containing the structural unit (a5) is sufficiently obtained, and by setting it below the upper limit, it is possible to achieve balance with other structural units, and various lithographic characteristics such as DOF and CDU and pattern shapes become good.

(A1) 성분은, 각 구성 단위를 유도하는 모노머를, 예를 들어 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN), 아조비스이소부티르산디메틸과 같은 라디칼 중합 개시제를 사용한 공지된 라디칼 중합 등에 의해 중합시킴으로써 얻을 수 있다. Component (A1) can be obtained by polymerizing the monomers from which each structural unit is derived, for example, by known radical polymerization using a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN) or dimethyl azobisisobutyrate. there is.

또, (A1) 성분에는, 상기 중합시에, 예를 들어 HS-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-OH 와 같은 연쇄 이동제를 병용하여 사용함으로써, 말단에 -C(CF3)2-OH 기를 도입해도 된다. 이와 같이, 알킬기의 수소 원자의 일부가 불소 원자로 치환된 하이드록시알킬기가 도입된 공중합체는, 현상 결함의 저감이나 LER (라인 에지 러프니스:라인 측벽의 불균일한 요철) 의 저감에 유효하다. In addition, in component (A1), during the above polymerization, for example, by using a chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C(CF 3 ) 2 -OH in combination, -C( CF 3 ) 2 -OH group may be introduced. In this way, a copolymer into which a hydroxyalkyl group is introduced, in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine atoms, is effective in reducing development defects and reducing LER (line edge roughness: uneven unevenness of the line side wall).

본 발명에 있어서, (A1) 성분의 중량 평균 분자량 (Mw) (겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 폴리스티렌 환산 기준) 은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 1000 ∼ 50000 이 바람직하고, 1500 ∼ 30000 이 보다 바람직하고, 2000 ∼ 20000 이 가장 바람직하다. 이 범위의 상한값 이하이면, 레지스트로서 사용하는 데에 충분한 레지스트 용제에 대한 용해성이 있고, 이 범위의 하한값 이상이면, 내드라이 에칭성이나 레지스트 패턴 단면 (斷面) 형상이 양호하다. In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) (based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography) of component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 50000, more preferably 1500 to 30000. , 2000 to 20000 is most preferable. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and if it is above the lower limit of this range, the dry etching resistance and cross-sectional shape of the resist pattern are good.

(A1) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.(A1) Component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

기재 성분 (A) 중의 (A1) 성분의 비율은, 기재 성분 (A) 의 총질량에 대하여, 25 질량% 이상이 바람직하고, 50 질량% 가 보다 바람직하고, 75 질량% 가 더욱 바람직하며, 100 질량% 여도 된다. 그 비율이 25 질량% 이상이면, 리소그래피 특성이 보다 향상된다. The ratio of component (A1) in base component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass, further preferably 75% by mass, and 100% by mass, relative to the total mass of base component (A). It may be mass%. When the ratio is 25% by mass or more, lithography characteristics are further improved.

본 발명의 레지스트 조성물에 있어서, (A) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. In the resist composition of the present invention, component (A) may be used individually or in combination of two or more types.

본 발명의 레지스트 조성물 중, (A) 성분의 함유량은, 형성하고자 하는 레지스트막 두께 등에 따라 조정하면 된다. In the resist composition of the present invention, the content of component (A) may be adjusted depending on the resist film thickness to be formed, etc.

<염기성 화합물 성분;(D) 성분><Basic compound component; (D) component>

본 발명의 레지스트 조성물은, 상기 (D0) 성분에 더하여, 추가로 산확산 제어제 성분 (이하, 「(D) 성분」 이라고도 한다.) 을 함유해도 된다. In addition to the component (D0), the resist composition of the present invention may further contain an acid diffusion controller component (hereinafter also referred to as “component (D)”).

(D) 성분은, 상기 (B) 성분 등으로부터 노광에 의해 발생하는 산을 트랩하는 퀀처 (산확산 제어제) 로서 작용하는 것이다. The component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps the acid generated by exposure from the component (B) and the like.

본 발명에 있어서의 (D) 성분은, 노광에 의해 분해되어 산확산 제어성을 잃는 광 붕괴성 염기 (D1) (이하, 「(D1) 성분」 이라고 한다.) 이어도 되고, 그 (D1) 성분에 해당하지 않는 함질소 유기 화합물 (D2) (이하, 「(D2) 성분」 이라고 한다.) 여도 된다. The (D) component in the present invention may be a photodegradable base (D1) (hereinafter referred to as “component (D1)”) that decomposes upon exposure and loses acid diffusion control, or the (D1) component. A nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter referred to as “(D2) component”) that does not fall under may be used.

[(D1) 성분][(D1) component]

(D1) 성분을 함유하는 레지스트 조성물로 함으로써, 레지스트 패턴을 형성할 때에, 노광부와 비노광부의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. By using a resist composition containing the component (D1), the contrast between exposed and unexposed areas can be improved when forming a resist pattern.

(D1) 성분으로는, 노광에 의해 분해되어 산확산 제어성을 잃는 것이면 특별히 한정되지 않고, 하기 일반식 (d1-1) 로 나타내는 화합물 (이하, 「(d1-1) 성분」 이라고 한다.), 하기 일반식 (d1-2) 로 나타내는 화합물 (이하, 「(d1-2) 성분」 이라고 한다.) 및 하기 일반식 (d1-3) 으로 나타내는 화합물 (이하, 「(d1-3) 성분」 이라고 한다.) 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 화합물이 바람직하다. The (D1) component is not particularly limited as long as it decomposes upon exposure and loses acid diffusion control, and is a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter referred to as “(d1-1) component”). , a compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter referred to as “(d1-2) component”) and a compound represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter referred to as “(d1-3) component” .) At least one compound selected from the group consisting of is preferable.

(d1-1) ∼ (d1-3) 성분은, 노광부에 있어서는 분해되어 산확산 제어성 (염기성) 을 잃기 때문에 퀀처로서 작용하지 않고, 미노광부에 있어서 퀀처로서 작용한다. Components (d1-1) to (d1-3) do not act as a quencher in the exposed area because they decompose and lose acid diffusion control (basicity), but act as a quencher in the unexposed area.

[화학식 46][Formula 46]

Figure 112016117061018-pat00046
Figure 112016117061018-pat00046

[식 중, Rd1 ∼ Rd4 는 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이다. 단, 식 (d1-2) 중의 Rd2 에 있어서의, S 원자에 인접하는 탄소 원자에는 불소 원자는 결합하고 있지 않는 것으로 한다. Yd1 은 단결합, 또는 2 가의 연결기이다. Mm+ 는 각각 독립적으로 m 가의 유기 카티온이다.][In the formula, Rd 1 to Rd 4 are a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. However, it is assumed that the fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in the formula (d1-2). Yd 1 is a single bond or a divalent linking group. M m+ is each independently an m-valent organic cation.]

{(d1-1) 성분}{(d1-1) component}

· 아니온부· Anion part

식 (d1-1) 중, Rd1 은 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이며, R101 과 동일한 것을 들 수 있다. In formula (d1-1), Rd 1 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 .

이들 중에서도, Rd1 로는, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소기, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 탄화수소기가 바람직하다. 이들 기가 갖고 있어도 되는 치환기로는 수산기, 불소 원자 또는 불소화알킬기가 바람직하다. Among these, Rd 1 is preferably an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent, an aliphatic cyclic group that may have a substituent, or a chain hydrocarbon group that may have a substituent. The substituent that these groups may have is preferably a hydroxyl group, a fluorine atom, or a fluorinated alkyl group.

상기 방향족 탄화수소기로는 페닐기 혹은 나프틸기가 보다 바람직하다. As the aromatic hydrocarbon group, a phenyl group or a naphthyl group is more preferable.

상기 지방족 고리형기로는, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등의 폴리시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기인 것이 보다 바람직하다. The aliphatic cyclic group is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.

상기 사슬형의 탄화수소기로는, 사슬형의 알킬기가 바람직하다. 사슬형의 알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 직사슬형의 알킬기;1-메틸에틸기, 1-메틸프로필기, 2-메틸프로필기, 1-메틸부틸기, 2-메틸부틸기, 3-메틸부틸기, 1-에틸부틸기, 2-에틸부틸기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 3-메틸펜틸기, 4-메틸펜틸기 등의 분기사슬형의 알킬기;를 들 수 있다. As the chain hydrocarbon group, a chain alkyl group is preferable. The chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specifically includes methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, etc. Straight-chain alkyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethyl Branched chain alkyl groups such as butyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, and 4-methylpentyl group; are included.

상기 사슬형의 알킬기가 치환기로서 불소 원자 또는 불소화알킬기를 갖는 불소화알킬기인 경우, 불소화알킬기의 탄소수는, 1 ∼ 11 이 바람직하고, 1 ∼ 8 이 보다 바람직하고, 1 ∼ 4 가 더욱 바람직하다. 그 불소화알킬기는, 불소 원자 이외의 원자를 함유해도 된다. 불소 원자 이외의 원자로는, 예를 들어 산소 원자, 탄소 원자, 수소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다. When the chain-like alkyl group is a fluoroalkyl group having a fluorine atom or a fluoroalkyl group as a substituent, the number of carbon atoms of the fluoroalkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8, and even more preferably 1 to 4. The fluorinated alkyl group may contain atoms other than fluorine atoms. Atoms other than fluorine atoms include, for example, oxygen atoms, carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.

Rd1 로는, 직사슬형의 알킬기를 구성하는 일부 또는 전부의 수소 원자가 불소 원자에 의해 치환된 불소화알킬기인 것이 바람직하고, 직사슬형의 알킬기를 구성하는 수소 원자 전부가 불소 원자로 치환된 불소화알킬기 (직사슬형의 퍼플루오로알킬기) 인 것이 바람직하다. Rd 1 is preferably a fluorinated alkyl group in which some or all of the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms, and a fluorinated alkyl group in which all the hydrogen atoms constituting the linear alkyl group are substituted with fluorine atoms ( It is preferable that it is a linear perfluoroalkyl group).

이하에 (d1-1) 성분의 아니온부의 바람직한 구체예를 나타낸다. Below, preferred specific examples of the anion portion of component (d1-1) are shown.

[화학식 47][Formula 47]

Figure 112016117061018-pat00047
Figure 112016117061018-pat00047

· 카티온부· Cation part

식 (d1-1) 중, Mm+ 는, m 가의 유기 카티온이다. In formula (d1-1), M m+ is an m-valent organic cation.

Mm+ 의 유기 카티온으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 일반식 (ca-1) ∼ (ca-4) 로 각각 나타내는 카티온과 동일한 것을 들 수 있으며, 상기 식 (ca-1-1) ∼ (ca-1-63) 으로 각각 나타내는 카티온이 바람직하다. The organic cation of M m+ is not particularly limited and includes, for example, the same cations as the cations each represented by the above general formulas (ca-1) to (ca-4), and the above formula (ca-1) Cations each represented by -1) to (ca-1-63) are preferred.

(d1-1) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (d1-1) A component may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

{(d1-2) 성분}{(d1-2) component}

· 아니온부· Anion part

식 (d1-2) 중, Rd2 는, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이며, R101 과 동일한 것을 들 수 있다. In formula (d1-2), Rd 2 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 there is.

단, Rd2 에 있어서의, S 원자에 인접하는 탄소 원자에는 불소 원자는 결합하고 있지 않는 (불소 치환되어 있지 않는) 것으로 한다. 이에 따라, (d1-2) 성분의 아니온이 적당한 약산 아니온이 되고, (D) 성분의 퀀칭능이 향상된다. However, in Rd 2 , the fluorine atom is not bonded to the carbon atom adjacent to the S atom (it is not substituted with fluorine). Accordingly, the anion of component (d1-2) becomes an appropriate weak acid anion, and the quenching ability of component (D) is improved.

Rd2 로는, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 고리형기인 것이 바람직하고, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기 (치환기를 갖고 있어도 된다);캠퍼 등으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 기인 것이 보다 바람직하다. Rd 2 is preferably an aliphatic cyclic group that may have a substituent, and is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. (substituents You may have it); It is more preferable that it is a group in which one or more hydrogen atoms have been removed from camphor or the like.

Rd2 의 탄화수소기는 치환기를 갖고 있어도 되고, 그 치환기로는, 상기 식 (d1-1) 의 Rd1 에 있어서의 탄화수소기 (방향족 탄화수소기, 지방족 탄화수소기) 가 갖고 있어도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다. The hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and the substituent may be the same as the substituent that the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic hydrocarbon group) in Rd 1 in the above formula (d1-1) may have. there is.

이하에 (d1-2) 성분의 아니온부의 바람직한 구체예를 나타낸다. Below, preferred specific examples of the anion portion of component (d1-2) are shown.

[화학식 48][Formula 48]

Figure 112016117061018-pat00048
Figure 112016117061018-pat00048

· 카티온부· Cation part

식 (d1-2) 중, Mm+ 는, m 가의 유기 카티온이고, 상기 식 (d1-1) 중의 Mm+ 와 동일하다. In formula (d1-2), M m+ is an m-valent organic cation, and is the same as M m+ in formula (d1-1).

(d1-2) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (d1-2) A component may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

{(d1-3) 성분}{(d1-3) component}

· 아니온부· Anion part

식 (d1-3) 중, Rd3 은 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이고, R101 과 동일한 것을 들 수 있으며, 불소 원자를 포함하는 고리형기, 사슬형의 알킬기, 또는 사슬형의 알케닐기인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 불소화알킬기가 바람직하고, 상기 Rd1 의 불소화알킬기와 동일한 것이 보다 바람직하다.In formula (d1-3), Rd 3 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 ; , a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among these, a fluorinated alkyl group is preferable, and the same fluorinated alkyl group of Rd 1 is more preferable.

식 (d1-3) 중, Rd4 는, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형기, 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알킬기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 사슬형의 알케닐기이며, R101 과 동일한 것을 들 수 있다. In formula (d1-3), Rd 4 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include the same as R 101 there is.

그 중에서도, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 고리형기인 것이 바람직하다. Among them, alkyl groups, alkoxy groups, alkenyl groups, and cyclic groups that may have substituents are preferable.

Rd4 에 있어서의 알킬기는, 탄소수 1 ∼ 5 의 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬기가 바람직하고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 등을 들 수 있다. Rd4 의 알킬기의 수소 원자의 일부가 수산기, 시아노기 등으로 치환되어 있어도 된다. The alkyl group for Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically includes methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, Examples include tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, and neopentyl group. A part of the hydrogen atom of the alkyl group of Rd 4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group, or the like.

Rd4 에 있어서의 알콕시기는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 5 의 알콕시기로서 구체적으로는, 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, iso-프로폭시기, n-부톡시기, tert-부톡시기를 들 수 있다. 그 중에서도, 메톡시기, 에톡시기가 바람직하다. The alkoxy group for Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. Specifically, the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms includes methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, and n- Butoxy group and tert-butoxy group can be mentioned. Among them, methoxy group and ethoxy group are preferable.

Rd4 에 있어서의 알케닐기는, 상기 R101 과 동일한 것을 들 수 있으며, 비닐기, 프로페닐기 (알릴기), 1-메틸프로페닐기, 2-메틸프로페닐기가 바람직하다. 이들 기는 또한 치환기로서, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기를 갖고 있어도 된다. The alkenyl group for Rd 4 includes the same alkenyl group as R 101 above, and vinyl group, propenyl group (allyl group), 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group are preferable. These groups may also have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.

Rd4 에 있어서의 고리형기는, 상기 R101 과 동일한 것을 들 수 있으며, 시클로펜탄, 시클로헥산, 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등의 시클로알칸으로부터 1 개 이상의 수소 원자를 제거한 지환식기, 또는, 페닐기, 나프틸기 등의 방향족기가 바람직하다. Rd4 가 지환식기인 경우, 레지스트 조성물이 유기 용제에 양호하게 용해함으로써, 리소그래피 특성이 양호해진다. 또, Rd4 가 방향족기인 경우, EUV 등을 노광 광원으로 하는 리소그래피에 있어서, 그 레지스트 조성물이 광 흡수 효율이 우수하고, 감도나 리소그래피 특성이 양호해진다. The cyclic group for Rd 4 may be the same as for R 101 , and may be selected from cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. An alicyclic group from which one or more hydrogen atoms have been removed, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, is preferable. When Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition dissolves well in an organic solvent, thereby improving lithography characteristics. Moreover, when Rd 4 is an aromatic group, in lithography using EUV or the like as an exposure light source, the resist composition has excellent light absorption efficiency, and sensitivity and lithography characteristics become good.

식 (d1-3) 중, Yd1 은, 단결합, 또는 2 가의 연결기이다. In formula (d1-3), Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.

Yd1 에 있어서의 2 가의 연결기로는, 특별히 한정되지 않지만, 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 탄화수소기 (지방족 탄화수소기, 방향족 탄화수소기), 헤테로 원자를 포함하는 2 가의 연결기 등을 들 수 있다. 이들은 각각, 상기 식 (a2-1) 에 있어서의 Ya21 의 2 가의 연결기의 설명에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. The divalent linking group for Yd 1 is not particularly limited, but includes a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like. These include the same ones as those exemplified in the description of the divalent linking group of Ya 21 in the above formula (a2-1).

Yd1 로는, 카르보닐기, 에스테르 결합, 아미드 결합, 알킬렌기 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다. 알킬렌기로는, 직사슬형 또는 분기사슬형의 알킬렌기인 것이 보다 바람직하고, 메틸렌기 또는 에틸렌기인 것이 더욱 바람직하다.Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof. The alkylene group is more preferably a straight-chain or branched alkylene group, and even more preferably a methylene group or an ethylene group.

이하에 (d1-3) 성분의 아니온부의 바람직한 구체예를 나타낸다. Below, preferred specific examples of the anion portion of component (d1-3) are shown.

[화학식 49][Formula 49]

Figure 112016117061018-pat00049
Figure 112016117061018-pat00049

[화학식 50][Formula 50]

Figure 112016117061018-pat00050
Figure 112016117061018-pat00050

· 카티온부· Cation part

식 (d1-3) 중, Mm+ 는, m 가의 유기 카티온이고, 상기 식 (d1-1) 중의 Mm+ 와 동일하다. In formula (d1-3), M m+ is an m-valent organic cation, and is the same as M m+ in formula (d1-1).

(d1-3) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (d1-3) A component may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

(D1) 성분은, 상기 (d1-1) ∼ (d1-3) 성분 중 어느 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. As for the (D1) component, only one type among the components (d1-1) to (d1-3) above may be used, or two or more types may be used in combination.

(D1) 성분의 함유량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 0.5 ∼ 10 질량부인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 8 질량부인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 8 질량부인 것이 더욱 바람직하다. The content of component (D1) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 1 to 8 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A).

(D1) 성분의 함유량이 바람직한 하한값 이상이면, 특히 양호한 리소그래피 특성 및 레지스트 패턴 형상이 얻어진다. 한편, 상한값 이하이면, 감도를 양호하게 유지할 수 있고, 스루풋도 우수하다. When the content of component (D1) is equal to or more than the preferred lower limit, particularly good lithographic properties and resist pattern shapes are obtained. On the other hand, if it is below the upper limit, sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.

상기의 (d1-1) 성분, (d1-2) 성분의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. The method for producing the above-mentioned component (d1-1) and component (d1-2) is not particularly limited, and they can be produced by a known method.

(D1) 성분의 함유량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 0.5 ∼ 10.0 질량부인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 8.0 질량부인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 8.0 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위의 하한값 이상이면, 특히 양호한 리소그래피 특성 및 레지스트 패턴 형상이 얻어진다. 상기 범위의 상한값 이하이면, 감도를 양호하게 유지할 수 있고, 스루풋도 우수하다. The content of component (D1) is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 8.0 parts by mass, and even more preferably 1.0 to 8.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A). Above the lower limit of the above range, particularly good lithographic properties and resist pattern shapes are obtained. If it is below the upper limit of the above range, sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.

((D2) 성분) ((D2) component)

(D) 성분은, 상기 (D1) 성분에 해당하지 않는 함질소 유기 화합물 성분 (이하, (D2) 성분이라고 한다.) 을 함유하고 있어도 된다. Component (D) may contain a nitrogen-containing organic compound component (hereinafter referred to as component (D2)) that does not correspond to the component (D1).

(D2) 성분으로는, 산확산 제어제로서 작용하는 것이며, 또한 (D1) 성분에 해당하지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고, 공지된 것으로부터 임의로 사용하면 된다. 그 중에서도, 지방족 아민, 특히 제 2 급 지방족 아민이나 제 3 급 지방족 아민이 바람직하다. The component (D2) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion controller and does not fall under the component (D1), and any known component may be used arbitrarily. Among them, aliphatic amines, especially secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines, are preferable.

지방족 아민이란, 1 개 이상의 지방족기를 갖는 아민이며, 그 지방족기는 탄소수가 1 ∼ 12 인 것이 바람직하다. An aliphatic amine is an amine having one or more aliphatic groups, and the aliphatic group preferably has 1 to 12 carbon atoms.

지방족 아민으로는, 암모니아 NH3 의 수소 원자의 적어도 1 개를, 탄소수 12 이하의 알킬기 또는 하이드록시알킬기로 치환한 아민 (알킬아민 또는 알킬알코올아민) 또는 고리형 아민을 들 수 있다.Examples of aliphatic amines include amines (alkylamines or alkylalcoholamines) or cyclic amines in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is replaced with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.

알킬아민 및 알킬알코올아민의 구체예로는, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, n-노닐아민, n-데실아민 등의 모노알킬아민;디에틸아민, 디-n-프로필아민, 디-n-헵틸아민, 디-n-옥틸아민, 디시클로헥실아민 등의 디알킬아민;트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-프로필아민, 트리-n-부틸아민, 트리-n-펜틸아민, 트리-n-헥실아민, 트리-n-헵틸아민, 트리-n-옥틸아민, 트리-n-노닐아민, 트리-n-데실아민, 트리-n-도데실아민 등의 트리알킬아민;디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 디-n-옥탄올아민, 트리-n-옥탄올아민 등의 알킬알코올아민을 들 수 있다. 이들 중에서도, 탄소수 5 ∼ 10 의 트리알킬아민이 더욱 바람직하고, 트리-n-펜틸아민 또는 트리-n-옥틸아민이 특히 바람직하다. Specific examples of alkylamine and alkylalcoholamine include monoalkylamine such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, and n-decylamine; diethylamine, di-n- Dialkylamines such as propylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, and dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri- Tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine, etc. Alkylamine; Alkyl alcohol amines such as diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, di-n-octanolamine, and tri-n-octanolamine can be mentioned. Among these, trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms is more preferable, and tri-n-pentylamine or tri-n-octylamine is particularly preferable.

고리형 아민으로는, 예를 들어, 헤테로 원자로서 질소 원자를 포함하는 복소 고리 화합물을 들 수 있다. 그 복소 고리 화합물로는, 단고리형의 것 (지방족 단고리형 아민) 이어도 되고 다고리형의 것 (지방족 다고리형 아민) 이어도 된다.Examples of cyclic amines include heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a hetero atom. The heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).

지방족 단고리형 아민으로서, 구체적으로는, 피페리딘, 피페라진 등을 들 수 있다. Specific examples of aliphatic monocyclic amines include piperidine and piperazine.

지방족 다고리형 아민으로는, 탄소수가 6 ∼ 10 인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, 헥사메틸렌테트라민, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 등을 들 수 있다. The aliphatic polycyclic amine preferably has 6 to 10 carbon atoms, specifically, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene, 1,8-diazabicyclo[5.4.0] -7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, etc.

그 밖의 지방족 아민으로는, 트리스(2-메톡시메톡시에틸)아민, 트리스{2-(2-메톡시에톡시)에틸}아민, 트리스{2-(2-메톡시에톡시메톡시)에틸}아민, 트리스{2-(1-메톡시에톡시)에틸}아민, 트리스{2-(1-에톡시에톡시)에틸}아민, 트리스{2-(1-에톡시프로폭시)에틸}아민, 트리스[2-{2-(2-하이드록시에톡시)에톡시}에틸]아민, 트리에탄올아민트리아세테이트 등을 들 수 있으며, 트리에탄올아민트리아세테이트가 바람직하다. Other aliphatic amines include tris(2-methoxymethoxyethyl)amine, tris{2-(2-methoxyethoxy)ethyl}amine, and tris{2-(2-methoxyethoxymethoxy)ethyl. }Amine, Tris{2-(1-methoxyethoxy)ethyl}amine, Tris{2-(1-ethoxyethoxy)ethyl}amine, Tris{2-(1-ethoxypropoxy)ethyl}amine , tris[2-{2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy}ethyl]amine, triethanolamine triacetate, etc., and triethanolamine triacetate is preferable.

또, (D2) 성분으로는, 방향족 아민을 사용해도 된다. Additionally, as the component (D2), you may use an aromatic amine.

방향족 아민으로는, 아닐린, 피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, 피롤, 인돌, 피라졸, 이미다졸 또는 이들의 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 트리벤질아민, 2,6-디이소프로필아닐린, N-tert-부톡시카르보닐피롤리딘 등을 들 수 있다. Aromatic amines include aniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or their derivatives, diphenylamine, triphenylamine, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine, etc. can be mentioned.

(D2) 성분은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. (D2) A component may be used individually, or may be used in combination of 2 or more types.

(D2) 성분은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 통상적으로 0.01 ∼ 5.0 질량부의 범위에서 사용된다. 상기 범위로 함으로써, 레지스트 패턴 형상, 노광 후 시간 경과적 안정성 등이 향상된다. The component (D2) is usually used in an amount of 0.01 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A). By setting it within the above range, the resist pattern shape, stability over time after exposure, etc. are improved.

(D) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 본 발명의 레지스트 조성물이 (D) 성분을 함유하는 경우, (D) 성분은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 0.1 ∼ 15 질량부인 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 12 질량부인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 12 질량부인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위의 하한값 이상이면, 레지스트 조성물로 했을 때, LWR 등의 리소그래피 특성이 보다 향상된다. 또, 보다 양호한 레지스트 패턴 형상이 얻어진다. 상기 범위의 상한값 이하이면, 감도를 양호하게 유지할 수 있고, 스루풋도 우수하다. (D) Component may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types. When the resist composition of the present invention contains component (D), the amount of component (D) is preferably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 0.3 to 12 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A), It is more preferable that it is 0.5 to 12 parts by mass. If it is more than the lower limit of the above range, lithography characteristics such as LWR are further improved when used as a resist composition. Additionally, a better resist pattern shape is obtained. If it is below the upper limit of the above range, sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.

<임의 성분><Arbitrary ingredients>

[(E) 성분][(E) component]

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물에는, 감도 열화의 방지나, 레지스트 패턴 형상, 노광 후 시간 경과적 안정성 등의 향상의 목적으로, 임의의 성분으로서, 유기 카르복실산, 그리고 인의 옥소산 및 그 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물 (E) (이하, (E) 성분이라고 한다.) 를 함유시킬 수 있다.In the present invention, the resist composition contains organic carboxylic acid, oxo acid of phosphorus, and its derivatives as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration, improving resist pattern shape, stability over time after exposure, etc. It can contain at least one compound (E) (hereinafter referred to as (E) component) selected from the group consisting of.

유기 카르복실산으로는, 예를 들어, 아세트산, 말론산, 시트르산, 말산, 숙신산, 벤조산, 살리실산 등이 적합하다. Suitable organic carboxylic acids include, for example, acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid, etc.

인의 옥소산으로는, 인산, 포스폰산, 포스핀산 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 특히 포스폰산이 바람직하다. Examples of oxo acids of phosphorus include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid, and among these, phosphonic acid is particularly preferable.

인의 옥소산의 유도체로는, 예를 들어, 상기 옥소산의 수소 원자를 탄화수소기로 치환한 에스테르 등을 들 수 있으며, 상기 탄화수소기로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 탄소수 6 ∼ 15 의 아릴기 등을 들 수 있다. Derivatives of phosphorus oxo acid include, for example, esters in which the hydrogen atom of the oxo acid is replaced with a hydrocarbon group, and the hydrocarbon group includes an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, an aryl group with 6 to 15 carbon atoms, etc. can be mentioned.

인산의 유도체로는, 인산디-n-부틸에스테르, 인산디페닐에스테르 등의 인산에스테르 등을 들 수 있다. Derivatives of phosphoric acid include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphoric acid ester and diphenyl phosphoric acid ester.

포스폰산의 유도체로는, 포스폰산디메틸에스테르, 포스폰산디-n-부틸에스테르, 페닐포스폰산, 포스폰산디페닐에스테르, 포스폰산디벤질에스테르 등의 포스폰산에스테르 등을 들 수 있다. Derivatives of phosphonic acid include phosphonic acid esters such as dimethyl phosphonic acid, di-n-butyl phosphonic acid, phenylphosphonic acid, diphenyl phosphonic acid, and dibenzyl phosphonic acid.

포스핀산의 유도체로는, 포스핀산에스테르나 페닐포스핀산 등을 들 수 있다.Derivatives of phosphinic acid include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.

(E) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.(E) Component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

(E) 성분은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 통상적으로 0.01 ∼ 5.0 질량부의 범위에서 사용된다. (E) Component is usually used in the range of 0.01 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).

[(F) 성분][(F) component]

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 레지스트막에 발수성을 부여하기 위해서, 불소 첨가제 (이하, 「(F) 성분」 이라고 한다.) 를 함유하고 있어도 된다.In the present invention, the resist composition may contain a fluorine additive (hereinafter referred to as “component (F)”) in order to impart water repellency to the resist film.

(F) 성분으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-002870호, 일본 공개특허공보 2010-032994호, 일본 공개특허공보 2010-277043호, 일본 공개특허공보 2011-13569호, 일본 공개특허공보 2011-128226호에 기재된 함불소 고분자 화합물을 사용할 수 있다. (F) Components include, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-002870, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-032994, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-277043, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-13569, and Japanese Patent Laid-Open No. 2010-002870. The fluorinated polymer compound described in Publication No. 2011-128226 can be used.

(F) 성분으로서 보다 구체적으로는, 하기 식 (f1-1) 로 나타내는 구성 단위 (f1) 을 갖는 중합체를 들 수 있다. 상기 중합체로는, 하기 식 (f1-1) 로 나타내는 구성 단위 (f1) 만으로 이루어지는 중합체 (호모폴리머);하기 식 (f1-1) 로 나타내는 구성 단위 (f1) 과, 상기 구성 단위 (a1) 의 공중합체;하기 식 (f1-1) 로 나타내는 구성 단위 (f1) 과, 아크릴산 또는 메타크릴산으로부터 유도되는 구성 단위와, 상기 구성 단위 (a1) 의 공중합체인 것이 바람직하다. 여기서, 하기 식 (f1-1) 로 나타내는 구성 단위 (f1) 과 공중합되는 상기 구성 단위 (a1) 로는, 1-에틸-1-시클로옥틸(메트)아크릴레이트 또는 상기 식 (a1-2-01) 로 나타내는 구성 단위가 바람직하다. More specifically, the (F) component includes a polymer having a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1). Examples of the polymer include a polymer (homopolymer) consisting only of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), and the structural unit (a1) Copolymer; It is preferable that it is a copolymer of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1). Here, the structural unit (a1) to be copolymerized with the structural unit (f1) represented by the formula (f1-1) below is 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate or the formula (a1-2-01). The structural unit represented by is preferable.

[화학식 51][Formula 51]

Figure 112016117061018-pat00051
Figure 112016117061018-pat00051

[식 중, R 은 상기와 동일하고, Rf102 및 Rf103 은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기, 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기를 나타내며, Rf102 및 Rf103 은 동일해도 되고 상이해도 된다. nf1 은 1 ∼ 5 의 정수이고, Rf101 은 불소 원자를 포함하는 유기기이다.][Wherein, R is the same as above, Rf 102 and Rf 103 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group with 1 to 5 carbon atoms, and Rf 102 and Rf 103 are It may be the same or different. nf 1 is an integer from 1 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom.]

식 (f1-1) 중, R 은 상기와 동일하다. R 로는, 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하다. In formula (f1-1), R is the same as above. R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.

식 (f1-1) 중, Rf102 및 Rf103 의 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 특히 불소 원자가 바람직하다. Rf102 및 Rf103 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기로는, 상기 R 의 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있으며, 메틸기 또는 에틸기가 바람직하다. Rf102 및 Rf103 의 탄소수 1 ∼ 5 의 할로겐화알킬기로서, 구체적으로는, 상기 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 그 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있으며, 특히 불소 원자가 바람직하다. 그 중에서도 Rf102 및 Rf103 으로는, 수소 원자, 불소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기가 바람직하고, 수소 원자, 불소 원자, 메틸기, 또는 에틸기가 바람직하다. In formula (f1-1), the halogen atom for Rf 102 and Rf 103 includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc., and a fluorine atom is particularly preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 include the same alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms for R, and a methyl group or an ethyl group is preferable. Specific examples of the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a fluorine atom is particularly preferable. Among them, Rf 102 and Rf 103 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group is preferable.

식 (f1-1) 중, nf1 은 1 ∼ 5 의 정수이고, 1 ∼ 3 의 정수가 바람직하고, 1 또는 2 인 것이 보다 바람직하다. In formula (f1-1), nf 1 is an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

식 (f1-1) 중, Rf101 은 불소 원자를 포함하는 유기기이고, 불소 원자를 포함하는 탄화수소기인 것이 바람직하다. In formula (f1-1), Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and is preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.

불소 원자를 포함하는 탄화수소기로는, 직사슬형, 분기사슬형 또는 고리형 중 어느 것이어도 되며, 탄소수는 1 ∼ 20 인 것이 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 15 인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1 ∼ 10 이 특히 바람직하다. The hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched, or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms. Particularly desirable.

또, 불소 원자를 포함하는 탄화수소기는, 당해 탄화수소기에 있어서의 수소 원자의 25 % 이상이 불소화되어 있는 것이 바람직하고, 50 % 이상이 불소화되어 있는 것이 보다 바람직하고, 60 % 이상이 불소화되어 있는 것이, 침지 노광시의 레지스트막의 소수성이 높아지기 때문에, 특히 바람직하다. In addition, as for the hydrocarbon group containing a fluorine atom, it is preferable that 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are fluorinated, more preferably 50% or more are fluorinated, and 60% or more are fluorinated. This is particularly preferable because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure increases.

그 중에서도, Rf101 로는, 탄소수 1 ∼ 5 의 불소화탄화수소기가 특히 바람직하고, 메틸기, -CH2-CF3, -CH2-CF2-CF3, -CH(CF3)2, -CH2-CH2-CF3, -CH2-CH2-CF2-CF2-CF2-CF3 이 가장 바람직하다. Among them, as Rf 101 , a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms is particularly preferable, and a methyl group, -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 -CF 3 , -CH(CF 3 ) 2 , -CH 2 - CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 are most preferred.

(F) 성분의 중량 평균 분자량 (Mw) (겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의한 폴리스티렌 환산 기준) 은, 1000 ∼ 50000 이 바람직하고, 5000 ∼ 40000 이 보다 바람직하고, 10000 ∼ 30000 이 가장 바람직하다. 이 범위의 상한값 이하이면, 레지스트로서 사용하는 데에 충분한 레지스트 용제에 대한 용해성이 있고, 이 범위의 하한값 이상이면, 내드라이 에칭성이나 레지스트 패턴 단면 형상이 양호하다. The weight average molecular weight (Mw) of the component (F) (based on polystyrene conversion by gel permeation chromatography) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 40,000, and most preferably 10,000 to 30,000. If it is below the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and if it is above the lower limit of this range, the dry etching resistance and cross-sectional shape of the resist pattern are good.

(F) 성분의 분산도 (Mw/Mn) 는, 1.0 ∼ 5.0 이 바람직하고, 1.0 ∼ 3.0 이 보다 바람직하고, 1.2 ∼ 2.5 가 가장 바람직하다. (F) The dispersion degree (Mw/Mn) of component is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.2 to 2.5.

(F) 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.(F) Component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

(F) 성분은, (A) 성분 100 질량부에 대하여, 통상적으로 0.5 ∼ 10 질량부의 비율로 사용된다. Component (F) is usually used in a ratio of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A).

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물에는, 또한 원하는 바에 따라 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 레지스트막의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 할레이션 방지제, 염료 등을 적절히 첨가 함유시킬 수 있다. In the present invention, the resist composition may optionally contain miscible additives, such as additional resins for improving the performance of the resist film, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, anti-halation agents, dyes, etc. It can be added.

[(S) 성분][(S) component]

본 발명에 있어서, 레지스트 조성물은, 재료를 유기 용제 (이하, (S) 성분이라고 하는 경우가 있다) 에 용해시켜 제조할 수 있다. In the present invention, the resist composition can be produced by dissolving the material in an organic solvent (hereinafter sometimes referred to as the (S) component).

(S) 성분으로는, 사용하는 각 성분을 용해하고, 균일한 용액으로 할 수 있는 것이면 되고, 종래, 화학 증폭형 레지스트의 용제로서 공지된 것 중에서 임의의 것을 1 종 또는 2 종 이상 적절히 선택하여 사용할 수 있다. The (S) component may be any material that can dissolve each component used and form a uniform solution. One or two or more types may be appropriately selected from among those conventionally known as solvents for chemically amplified resists. You can use it.

예를 들어, γ-부티로락톤 등의 락톤류;아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 시클로헥사논, 메틸-n-펜틸케톤 (2-헵타논), 메틸이소펜틸케톤 등의 케톤류;에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 등의 다가 알코올류;에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 또는 디프로필렌글리콜모노아세테이트 등의 에스테르 결합을 갖는 화합물, 상기 다가 알코올류 또는 상기 에스테르 결합을 갖는 화합물의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 모노알킬에테르 또는 모노페닐에테르 등의 에테르 결합을 갖는 화합물 등의 다가 알코올류의 유도체 [이들 중에서는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 가 바람직하다];디옥산과 같은 고리형 에테르류나, 락트산메틸, 락트산에틸 (EL), 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 메톡시프로피온산메틸, 에톡시프로피온산에틸 등의 에스테르류;아니솔, 에틸벤질에테르, 크레질메틸에테르, 디페닐에테르, 디벤질에테르, 페네톨, 부틸페닐에테르, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 펜틸벤젠, 이소프로필벤젠, 톨루엔, 자일렌, 시멘, 메시틸렌 등의 방향족계 유기 용제, 디메틸술폭시드 (DMSO) 등을 들 수 있다. For example, lactones such as γ-butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone (2-heptanone), and methyl isopentyl ketone; ethylene glycol , polyhydric alcohols such as diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate, and the above polyhydric alcohols Derivatives of polyhydric alcohols, such as monoalkyl ethers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, or compounds having ether bonds such as monophenyl ether, or compounds having the above ester bond [among these is preferably propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) or propylene glycol monomethyl ether (PGME)]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid Esters such as butyl, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate; anisole, ethylbenzyl ether, crezyl methyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethyl Aromatic organic solvents such as benzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, toluene, xylene, cymene, and mesitylene, and dimethyl sulfoxide (DMSO).

이들 유기 용제는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상의 혼합 용제로서 사용해도 된다. These organic solvents may be used individually or as a mixed solvent of two or more types.

그 중에서도, PGMEA, PGME, γ-부티로락톤, EL 이 바람직하다.Among them, PGMEA, PGME, γ-butyrolactone, and EL are preferable.

또, PGMEA 와 극성 용제를 혼합한 혼합 용제도 바람직하다. 그 배합비 (질량비) 는, PGMEA 와 극성 용제의 상용성 등을 고려하여 적절히 결정하면 되지만, 바람직하게는 1:9 ∼ 9:1, 보다 바람직하게는 2:8 ∼ 8:2 의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. Additionally, a mixed solvent in which PGMEA and a polar solvent are mixed is also preferable. The mixing ratio (mass ratio) may be determined appropriately taking into account the compatibility of PGMEA with the polar solvent, etc., but is preferably within the range of 1:9 to 9:1, more preferably within the range of 2:8 to 8:2. desirable.

보다 구체적으로는, 극성 용제로서 EL 또는 시클로헥사논을 배합하는 경우에는, PGMEA:EL 또는 시클로헥사논의 질량비는, 바람직하게는 1:9 ∼ 9:1, 보다 바람직하게는 2:8 ∼ 8:2 이다. 또, 극성 용제로서 PGME 를 배합하는 경우에는, PGMEA:PGME 의 질량비는, 바람직하게는 1:9 ∼ 9:1, 보다 바람직하게는 2:8 ∼ 8:2, 더욱 바람직하게는 3:7 ∼ 7:3 이다. More specifically, when mixing EL or cyclohexanone as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL or cyclohexanone is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:1. It is 2. Additionally, when blending PGME as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and even more preferably 3:7 to 3:7. It is 7:3.

또, (S) 성분으로서, 그 외에는, PGMEA 및 EL 중에서 선택되는 적어도 1 종과 γ-부티로락톤의 혼합 용제도 바람직하다. 이 경우, 혼합 비율로는, 전자와 후자의 질량비가 바람직하게는 70:30 ∼ 95:5 가 된다. Additionally, as the (S) component, a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and γ-butyrolactone is also preferable. In this case, the mixing ratio of the former and the latter is preferably 70:30 to 95:5.

(S) 성분의 사용량은 특별히 한정되지 않고, 기판 등에 도포 가능한 농도로, 도포 막두께에 따라 적절히 설정된다. 일반적으로는 레지스트 조성물의 고형분 농도가 1 ∼ 20 질량%, 바람직하게는 2 ∼ 15 질량% 의 범위 내가 되도록 사용된다. The amount of component (S) used is not particularly limited, and is appropriately set to a concentration that can be applied to a substrate or the like, depending on the coating film thickness. Generally, the resist composition is used so that the solid content concentration is within the range of 1 to 20 mass%, preferably within the range of 2 to 15 mass%.

본 발명의 레지스트 조성물에는, 또한 원하는 바에 따라 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 레지스트막의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 용해 억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 할레이션 방지제, 염료 등을 적절히 첨가 함유시킬 수 있다. The resist composition of the present invention further contains miscible additives as desired, such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, anti-halation agents, dyes, etc. to improve the performance of the resist film. You can do it.

≪레지스트 패턴 형성 방법≫≪Resist pattern formation method≫

본 발명의 제 2 양태인 레지스트 패턴 형성 방법은, 지지체 상에, 상기 본 발명의 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정, 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. The resist pattern forming method of the second aspect of the present invention includes the steps of forming a resist film on a support using the resist composition of the present invention, exposing the resist film, and developing the resist film after the exposure to form a resist pattern. Including the forming process.

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법은, 예를 들어 이하와 같이 하여 실시할 수 있다. The resist pattern forming method of the present invention can be carried out, for example, as follows.

먼저, 지지체 상에 상기 본 발명의 레지스트 조성물을 스피너 등으로 도포하고, 베이크 (포스트 어플라이 베이크 (PAB)) 처리를, 예를 들어 80 ∼ 150 ℃ 의 온도 조건으로 40 ∼ 120 초간, 바람직하게는 60 ∼ 90 초간 실시하여 레지스트막을 형성한다. First, the resist composition of the present invention is applied onto a support using a spinner or the like, and then subjected to a bake (Post Apply Bake (PAB)) treatment, for example, at a temperature of 80 to 150°C for 40 to 120 seconds, preferably. This is carried out for 60 to 90 seconds to form a resist film.

다음으로, 그 레지스트막에 대하여, 예를 들어 ArF 노광 장치, 전자선 묘화 장치, EUV 노광 장치 등의 노광 장치를 사용하여, 소정의 패턴이 형성된 마스크 (마스크 패턴) 를 개재한 노광 또는 마스크 패턴을 개재하지 않는 전자선의 직접 조사에 의한 묘화 등에 의한 선택적 노광을 실시한 후, 베이크 (포스트 익스포저 베이크 (PEB)) 처리를, 예를 들어 80 ∼ 150 ℃ 의 온도 조건으로 40 ∼ 120 초간, 바람직하게는 60 ∼ 90 초간 실시한다. Next, the resist film is exposed through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed using an exposure device such as an ArF exposure device, an electron beam drawing device, or an EUV exposure device, or through a mask pattern. After selective exposure such as drawing by direct irradiation of an electron beam is performed, a bake (Post Exposure Bake (PEB)) process is performed, for example, at a temperature of 80 to 150°C for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 120 seconds. Perform for 90 seconds.

다음으로, 상기 노광 후의 레지스트막을 현상 처리한다. Next, the resist film after the exposure is developed.

현상 처리는, 알칼리 현상 프로세스의 경우에는, 알칼리 현상액을 사용하고, 용제 현상 프로세스의 경우에는, 유기 용제를 함유하는 현상액 (유기계 현상액) 을 사용하여 실시한다. In the case of an alkaline development process, development is performed using an alkaline developer, and in the case of a solvent development process, a developer containing an organic solvent (organic developer) is used.

현상 처리 후, 바람직하게는 린스 처리를 실시한다. 린스 처리는, 알칼리 현상 프로세스의 경우에는, 순수를 사용한 물 린스가 바람직하고, 용제 현상 프로세스의 경우에는, 유기 용제를 함유하는 린스액을 사용하는 것이 바람직하다.After development treatment, rinsing treatment is preferably performed. For the rinsing treatment, in the case of an alkaline development process, a water rinse using pure water is preferable, and in the case of a solvent development process, it is preferable to use a rinse liquid containing an organic solvent.

용제 현상 프로세스의 경우, 상기 현상 처리 또는 린스 처리 후에, 패턴 상에 부착되어 있는 현상액 또는 린스액을 초임계 유체에 의해 제거하는 처리를 실시해도 된다. In the case of the solvent development process, after the development or rinsing process, a process of removing the developer or rinse liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.

현상 처리 후 또는 린스 처리 후, 건조를 실시한다. 또, 경우에 따라서는, 상기 현상 처리 후에 베이크 처리 (포스트베이크) 를 실시해도 된다. 이와 같이 하여, 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. Drying is performed after development or rinsing. Additionally, depending on the case, a bake treatment (post-bake) may be performed after the development treatment. In this way, a resist pattern can be obtained.

지지체로는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 전자 부품용 기판이나, 이것에 소정의 배선 패턴이 형성된 것 등을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 실리콘 웨이퍼, 구리, 크롬, 철, 알루미늄 등의 금속제 기판이나, 유리 기판 등을 들 수 있다. 배선 패턴의 재료로는, 예를 들어 구리, 알루미늄, 니켈, 금 등이 사용 가능하다. The support is not particularly limited, and conventionally known ones can be used. For example, a substrate for electronic components or a substrate on which a predetermined wiring pattern is formed can be used. More specifically, examples include silicon wafers, metal substrates such as copper, chrome, iron, and aluminum, and glass substrates. Materials for the wiring pattern include, for example, copper, aluminum, nickel, and gold.

또, 지지체로는, 상기 서술한 바와 같은 기판 상에, 무기계 및/또는 유기계의 막이 형성된 것이어도 된다. 무기계의 막으로는, 무기 반사 방지막 (무기 BARC) 을 들 수 있다. 유기계의 막으로는, 유기 반사 방지막 (유기 BARC) 이나 다층 레지스트법에 있어서의 하층 유기막 등의 유기막을 들 수 있다. Additionally, the support may be one in which an inorganic and/or organic film is formed on a substrate as described above. Examples of inorganic films include inorganic antireflection films (inorganic BARC). Examples of organic films include organic anti-reflection films (organic BARC) and organic films such as the lower layer organic film in the multilayer resist method.

여기서, 다층 레지스트법이란, 기판 상에, 적어도 1 층의 유기막 (하층 유기막) 과, 적어도 1 층의 레지스트막 (상층 레지스트막) 을 형성하고, 상층 레지스트막에 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 하층 유기막의 패터닝을 실시하는 방법으로, 고애스펙트비의 패턴을 형성할 수 있다고 되어 있다. 즉, 다층 레지스트법에 의하면, 하층 유기막에 의해 소요되는 두께를 확보할 수 있기 때문에, 레지스트막을 박막화할 수 있으며, 고애스펙트비의 미세 패턴 형성이 가능해진다.Here, the multilayer resist method refers to forming at least one layer of organic film (lower layer organic film) and at least one layer of resist film (upper layer resist film) on a substrate, and using the resist pattern formed on the upper resist film as a mask. It is said that a pattern with a high aspect ratio can be formed by this method of patterning the lower layer organic film. That is, according to the multilayer resist method, the thickness required by the lower organic film can be secured, so the resist film can be thinned, and fine patterns with a high aspect ratio can be formed.

다층 레지스트법에는, 기본적으로, 상층 레지스트막과 하층 유기막의 2 층 구조로 하는 방법 (2 층 레지스트법) 과, 상층 레지스트막과 하층 유기막 사이에 1 층 이상의 중간층 (금속 박막 등) 을 형성한 3 층 이상의 다층 구조로 하는 방법 (3 층 레지스트법) 으로 나누어진다. The multilayer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower layer organic film (two-layer resist method), and a method of forming one or more intermediate layers (metal thin film, etc.) between the upper resist film and the lower organic film. It is divided into a method of forming a multilayer structure of three or more layers (three-layer resist method).

노광에 사용하는 파장은, 특별히 한정되지 않고, ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, F2 엑시머 레이저, EUV (극자외선), VUV (진공 자외선), EB (전자선), X 선, 연질 X 선 등의 방사선을 사용하여 실시할 수 있다. 상기 레지스트 조성물은, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, EB 또는 EUV 용으로서의 유용성이 높다. The wavelength used for exposure is not particularly limited, and includes ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet ray), VUV (vacuum ultraviolet ray), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. It can be performed using radiation. The above resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV.

레지스트막의 노광 방법은, 공기나 질소 등의 불활성 가스 중에서 실시하는 통상적인 노광 (드라이 노광) 이어도 되고, 액침 노광 (Liquid Immersion Lithography) 이어도 된다. The exposure method for the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or liquid immersion exposure (liquid immersion lithography).

액침 노광은, 미리 레지스트막과 노광 장치의 최하 위치의 렌즈 사이를, 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 용매 (액침 매체) 로 채우고, 그 상태에서 노광 (침지 노광) 을 실시하는 노광 방법이다. Liquid immersion exposure is an exposure method in which the space between the resist film and the lens at the lowest position of the exposure apparatus is filled in advance with a solvent (liquid immersion medium) having a refractive index greater than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state.

액침 매체로는, 공기의 굴절률보다 크고, 또한 노광되는 레지스트막이 갖는 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 용매가 바람직하다. 이러한 용매의 굴절률로는, 상기 범위 내이면 특별히 제한되지 않는다. As the immersion medium, a solvent having a refractive index greater than that of air and less than the refractive index of the resist film to be exposed is preferable. The refractive index of this solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.

공기의 굴절률보다 크고, 또한 상기 레지스트막의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 용매로는, 예를 들어, 물, 불소계 불활성 액체, 실리콘계 용제, 탄화수소계 용제 등을 들 수 있다. Examples of the solvent having a refractive index greater than the refractive index of air and smaller than the refractive index of the resist film include water, a fluorine-based inert liquid, a silicon-based solvent, and a hydrocarbon-based solvent.

불소계 불활성 액체의 구체예로는, C3HCl2F5, C4F9OCH3, C4F9OC2H5, C5H3F7 등의 불소계 화합물을 주성분으로 하는 액체 등을 들 수 있으며, 비점이 70 ∼ 180 ℃ 인 것이 바람직하고, 80 ∼ 160 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 불소계 불활성 액체가 상기 범위의 비점을 갖는 것이면, 노광 종료 후에, 액침에 사용한 매체의 제거를 간편한 방법으로 실시할 수 있기 때문에 바람직하다. Specific examples of fluorine-based inert liquids include liquids containing fluorine-based compounds such as C 3 HCl 2 F 5 , C 4 F 9 OCH 3 , C 4 F 9 OC 2 H 5 , and C 5 H 3 F 7 as main components. The boiling point is preferably 70 to 180°C, and more preferably 80 to 160°C. It is preferable that the fluorine-based inert liquid has a boiling point in the above range because the medium used for liquid immersion can be removed in a simple manner after completion of exposure.

불소계 불활성 액체로는, 특히, 알킬기의 수소 원자가 모두 불소 원자로 치환된 퍼플루오로알킬 화합물이 바람직하다. 퍼플루오로알킬 화합물로는, 구체적으로는, 퍼플루오로알킬에테르 화합물이나 퍼플루오로알킬아민 화합물을 들 수 있다. As the fluorine-based inert liquid, a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine atoms is particularly preferable. Specific examples of perfluoroalkyl compounds include perfluoroalkyl ether compounds and perfluoroalkylamine compounds.

또한, 구체적으로는, 상기 퍼플루오로알킬에테르 화합물로는, 퍼플루오로(2-부틸-테트라하이드로푸란) (비점 102 ℃) 을 들 수 있으며, 상기 퍼플루오로알킬아민 화합물로는, 퍼플루오로트리부틸아민 (비점 174 ℃) 을 들 수 있다. Additionally, specifically, the perfluoroalkyl ether compound includes perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102°C), and the perfluoroalkylamine compound includes perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102°C). and rottributylamine (boiling point 174°C).

액침 매체로는, 비용, 안전성, 환경 문제, 범용성 등의 관점에서, 물이 바람직하게 사용된다. As an immersion medium, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety, environmental issues, versatility, etc.

알칼리 현상 프로세스에서 현상 처리에 사용하는 알칼리 현상액으로는, 예를 들어 0.1 ∼ 10 질량% 테트라메틸암모늄하이드록시드 (TMAH) 수용액을 들 수 있다. Examples of the alkaline developing solution used for development in the alkaline developing process include a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.

용제 현상 프로세스에서 현상 처리에 사용하는 유기계 현상액이 함유하는 유기 용제로는, (A) 성분 (노광 전의 (A) 성분) 을 용해할 수 있는 것이면 되고, 공지된 유기 용제 중에서 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 케톤계 용제, 에스테르계 용제, 알코올계 용제, 아미드계 용제, 에테르계 용제 등의 극성 용제 및 탄화수소계 용제를 사용할 수 있다. The organic solvent contained in the organic developer used for development in the solvent development process may be any solvent that can dissolve component (A) (component (A) before exposure), and may be appropriately selected from known organic solvents. Specifically, polar solvents such as ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, amide-based solvents, and ether-based solvents, and hydrocarbon-based solvents can be used.

유기계 현상액에는, 필요에 따라 공지된 첨가제를 배합할 수 있다. 그 첨가제로는 예를 들어 계면 활성제를 들 수 있다. 계면 활성제로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 이온성이나 비이온성의 불소계 및/또는 실리콘계 계면 활성제 등을 사용할 수 있다. Known additives can be added to the organic developer as needed. The additive may include, for example, a surfactant. The surfactant is not particularly limited, but for example, ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactants can be used.

계면 활성제를 배합하는 경우, 그 배합량은, 유기계 현상액의 전체량에 대하여, 통상적으로 0.001 ∼ 5 질량% 이며, 0.005 ∼ 2 질량% 가 바람직하고, 0.01 ∼ 0.5 질량% 가 보다 바람직하다. When blending a surfactant, the blending amount is usually 0.001 to 5 mass%, preferably 0.005 to 2 mass%, and more preferably 0.01 to 0.5 mass%, relative to the total amount of the organic developer.

현상 처리는, 공지된 현상 방법에 의해 실시하는 것이 가능하고, 예를 들어 현상액 중에 지지체를 일정 시간 침지하는 방법 (딥법), 지지체 표면에 현상액을 표면 장력에 의해 마운팅하여 일정 시간 정지 (靜止) 시키는 방법 (패들법), 지지체 표면에 현상액을 분무하는 방법 (스프레이법), 일정 속도로 회전하고 있는 지지체 상에 일정 속도로 현상액 도출 (塗出) 노즐을 스캔하면서 현상액을 계속 도출하는 방법 (다이나믹 디스펜스법) 등을 들 수 있다. Development can be performed by known developing methods, for example, a method of immersing the support in a developing solution for a certain period of time (dip method), mounting the developer on the surface of the support by surface tension and allowing it to remain still for a certain period of time. A method (paddle method), a method of spraying the developer on the surface of a support (spray method), a method of continuously dispensing the developer while scanning the nozzle that dispenses the developer at a constant speed on a support rotating at a constant speed (dynamic dispensing) law), etc.

린스액을 사용한 린스 처리 (세정 처리) 는, 공지된 린스 방법에 의해 실시할 수 있다. 그 방법으로는, 예를 들어 일정 속도로 회전하고 있는 지지체 상에 린스액을 계속 도출하는 방법 (회전 도포법), 린스액 중에 지지체를 일정 시간 침지하는 방법 (딥법), 지지체 표면에 린스액을 분무하는 방법 (스프레이법) 등을 들 수 있다. Rinsing treatment (cleaning treatment) using a rinse liquid can be performed by a known rinsing method. The method includes, for example, a method of continuously drawing a rinse solution onto a support rotating at a constant speed (rotation application method), a method of immersing the support in a rinse solution for a certain period of time (dip method), or applying a rinse solution to the surface of the support. A method of spraying (spray method), etc. may be mentioned.

본 발명의 제 3 양태는, 하기 일반식 (d0) 으로 나타내는 화합물이다. The third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (d0).

[화학식 52][Formula 52]

Figure 112016117061018-pat00052
Figure 112016117061018-pat00052

[식 중, R1 은 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R1 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R2 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형, 분기사슬형 또는 고리형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R2 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.][In the formula, R 1 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 1 adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 2 is a chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 2 adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]

상기 식 중, R1 및 R2, Mm+ 에 대한 설명은 상기와 동일하다. In the above formula, the descriptions of R 1 , R 2 , and M m+ are the same as above.

또, 본 발명의 제 3 양태의 화합물로는, 상기 일반식 (d0-1) 로 나타내는 화합물인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (d0-1a), (d0-1b) 또는 (d0-1c) 중 어느 것으로 나타내는 화합물인 것이 보다 바람직하다. Additionally, the compound of the third aspect of the present invention is preferably a compound represented by the general formula (d0-1), and has a compound represented by the general formula (d0-1a), (d0-1b) or (d0-1c). A compound represented by any one is more preferable.

실시예Example

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[화합물 합성예][Example of compound synthesis]

메탄술폰아미드 5.23 g (55.0 m㏖) 을 테트라하이드로푸란 (THF) 52.3 g 에 용해시키고, 교반하면서 빙랭하였다. 이것에 트리에틸아민 6.07 g (60.0 m㏖) 을 적하한 후, 계속해서 피발로일클로라이드 6.03 g (50.0 m㏖) 을 THF 30.2 g 에 용해시킨 용액을 1 시간 걸쳐 적하하고, 또한 3 시간 교반을 실시하였다. 5.23 g (55.0 mmol) of methanesulfonamide was dissolved in 52.3 g of tetrahydrofuran (THF), and cooled on ice while stirring. After adding 6.07 g (60.0 mmol) of triethylamine dropwise to this, a solution of 6.03 g (50.0 mmol) of pivaloyl chloride dissolved in 30.2 g of THF was added dropwise over 1 hour, and stirred for 3 hours. It was carried out.

반응액에 5 % 염산 수용액과 t-부틸메틸에테르를 적하하고, 실온까지 승온시킨 후, 분액 조작을 실시하여 유기상을 추출하였다. 얻어진 유기상을 52.3 g 의 순수로 세정하는 공정을 반복한 후 유기상을 농축하여 중간체 D0-1-1 을 7.17 g 얻었다. A 5% aqueous hydrochloric acid solution and t-butylmethyl ether were added dropwise to the reaction solution, the temperature was raised to room temperature, and then liquid separation was performed to extract the organic phase. After repeating the process of washing the obtained organic phase with 52.3 g of pure water, the organic phase was concentrated to obtain 7.17 g of intermediate D0-1-1.

중간체 D0-1-1 7.17 g 에 순수 71.7 g 과 수산화나트륨 1.76 g 을 첨가하고 용해시켰다. 이것에 트리페닐술포늄브로마이드 15.10 g 과 디클로로메탄 71.7 g 을 첨가한 후 교반하고, 분액 조작을 실시하여 유기상을 추출하였다. 얻어진 유기상을 71.7 g 의 순수로 세정하는 공정을 반복한 후 유기상을 농축하여 광 염기 실활제 (D0)-1 을 14.66 g 얻었다. 71.7 g of pure water and 1.76 g of sodium hydroxide were added to 7.17 g of intermediate D0-1-1 and dissolved. To this, 15.10 g of triphenylsulfonium bromide and 71.7 g of dichloromethane were added, stirred, and a liquid separation operation was performed to extract the organic phase. After repeating the process of washing the obtained organic phase with 71.7 g of pure water, the organic phase was concentrated to obtain 14.66 g of photobase activator (D0)-1.

얻어진 화합물은 NMR 측정을 실시하고, 이하의 결과로부터 구조를 동정 (同定) 하였다. The obtained compound was subjected to NMR measurement, and its structure was identified from the following results.

Figure 112016117061018-pat00053
Figure 112016117061018-pat00053

[화학식 53][Formula 53]

Figure 112016117061018-pat00054
Figure 112016117061018-pat00054

상기와 동일한 방법에 의해, 하기 (D0)-2 ∼ (D0)-19 를 합성하였다. 하기에, 화합물의 공액산의 pKa 값을 병기한다. 하기의 pKa 값은, ACD/Labs Software V11.02 를 사용하여 산출하였다. The following (D0)-2 to (D0)-19 were synthesized by the same method as above. Below, the pKa values of the conjugate acids of the compounds are written together. The following pKa values were calculated using ACD/Labs Software V11.02.

[화학식 54][Formula 54]

Figure 112016117061018-pat00055
Figure 112016117061018-pat00055

[화학식 55][Formula 55]

Figure 112016117061018-pat00056
Figure 112016117061018-pat00056

[화학식 56][Formula 56]

Figure 112016117061018-pat00057
Figure 112016117061018-pat00057

<레지스트 조성물의 조제><Preparation of resist composition>

(실시예 1 ∼ 23, 비교예 1 ∼ 16) (Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 16)

표 1 ∼ 3 에 나타내는 각 성분을 혼합하여 용해하고, 레지스트 조성물을 조제하였다. Each component shown in Tables 1 to 3 was mixed and dissolved to prepare a resist composition.

Figure 112016117061018-pat00058
Figure 112016117061018-pat00058

Figure 112016117061018-pat00059
Figure 112016117061018-pat00059

Figure 112016117061018-pat00060
Figure 112016117061018-pat00060

상기 표 중의 각 약호는 이하의 의미를 갖는다. 또, [ ] 내의 수치는 배합량 (질량부) 이다. Each symbol in the table above has the following meaning. In addition, the numerical value in [ ] is the mixing amount (parts by mass).

(A)-1 ∼ (A)-3:하기 고분자 화합물 (A)-1 ∼ (A)-3. (A)-1 to (A)-3: The following polymer compounds (A)-1 to (A)-3.

(B)-1:하기 화합물 (B)-1. (B)-1: The following compound (B)-1.

(D0)-1 ∼ (D0)-19:상기 화합물 (D0)-1 ∼ (D0)-19. (D0)-1 to (D0)-19: The above compounds (D0)-1 to (D0)-19.

(F)-1:하기 고분자 화합물 (F)-1. (F)-1: The following polymer compound (F)-1.

(S)-1:PGMEA/PGME/시클로헥사논 (질량비 45/30/25) 의 혼합 용제. (S)-1: Mixed solvent of PGMEA/PGME/cyclohexanone (mass ratio 45/30/25).

(S)-2:γ-부티로락톤. (S)-2: γ-butyrolactone.

[화학식 57][Formula 57]

Figure 112016117061018-pat00061
Figure 112016117061018-pat00061

[화학식 58][Formula 58]

Figure 112016117061018-pat00062
Figure 112016117061018-pat00062

<레지스트 패턴의 형성 1:알칼리 현상 포지티브형><Formation of resist pattern 1: Alkaline development positive type>

(실시예 1 ∼ 9, 비교예 1 ∼ 7) (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 7)

8 인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 유기계 반사 방지막 조성물 「ARC29」 (상품명, 브루어 사이언스사 제조) 를 스피너를 사용하여 도포하고, 핫 플레이트 상에서 205 ℃, 60 초간 소성하여 건조시킴으로써, 막두께 82 ㎚ 의 유기계 반사 방지막을 형성하였다. On an 8-inch silicon wafer, an organic anti-reflective coating composition "ARC29" (brand name, manufactured by Brewer Science) was applied using a spinner, baked on a hot plate at 205°C for 60 seconds, and dried to obtain an organic anti-reflective coating composition with a film thickness of 82 nm. An antireflection film was formed.

이어서, 그 막 상에, 상기 레지스트 조성물을, 스피너를 사용하여 도포하고, 핫 플레이트 상에서, 온도 110 ℃ 에서 60 초간의 조건으로 프리베이크 (PAB) 처리를 실시하고, 건조시킴으로써, 막두께 90 ㎚ 의 레지스트막을 형성하였다. Next, the resist composition was applied onto the film using a spinner, prebake (PAB) was applied on a hot plate at a temperature of 110°C for 60 seconds, and dried, thereby forming a film with a film thickness of 90 nm. A resist film was formed.

이어서, 그 레지스트막에, 노광 장치 NSR-S609B (니콘사 제조 NA = 1.07 Dipole 0.97/0.78 with polano) 에 의해, ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚) 를, 마스크 패턴 (6 % 하프톤) 을 개재하여 선택적으로 조사하였다. Subsequently, the resist film was selectively treated with an ArF excimer laser (193 nm) using an exposure device NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97/0.78 with polano manufactured by Nikon Corporation) through a mask pattern (6% halftone). was investigated.

이어서, 23 ℃ 에서, 2.38 질량% 테트라메틸암모늄하이드록시드 (TMAH) 수용액 「NMD-3」 (상품명, 토쿄 오카 공업사 제조) 을 사용하여, 10 초간 알칼리 현상을 실시하였다. Next, alkali development was performed at 23°C for 10 seconds using a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution “NMD-3” (brand name, manufactured by Tokyo Oka Kogyo Co., Ltd.).

그 결과, 어느 예에 있어서도 라인 앤드 스페이스 패턴 (이하, 「LS 패턴」 이라고 하는 경우가 있다.) 이 형성되었다. As a result, a line and space pattern (hereinafter sometimes referred to as an “LS pattern”) was formed in all examples.

어느 예에 있어서도, 라인 폭 50 ㎚/피치 100 ㎚ 의 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성되었다. In both examples, a line and space pattern with a line width of 50 nm/pitch of 100 nm was formed.

<레지스트 패턴의 형성 2:용제 현상 네거티브형> <Formation of resist pattern 2: Solvent development negative type>

(실시예 10 ∼ 23, 비교예 8 ∼ 16) (Examples 10 to 23, Comparative Examples 8 to 16)

8 인치의 실리콘 웨이퍼 상에, 유기계 반사 방지막 조성물 「ARC29」 (상품명, 브루어 사이언스사 제조) 를 스피너를 사용하여 도포하고, 핫 플레이트 상에서 205 ℃, 60 초간 소성하여 건조시킴으로써, 막두께 82 ㎚ 의 유기계 반사 방지막을 형성하였다. On an 8-inch silicon wafer, an organic anti-reflective coating composition "ARC29" (brand name, manufactured by Brewer Science) was applied using a spinner, baked on a hot plate at 205°C for 60 seconds, and dried to obtain an organic anti-reflective coating composition with a film thickness of 82 nm. An antireflection film was formed.

이어서, 그 막 상에, 상기 레지스트 조성물을 스피너를 사용하여 도포하고, 핫 플레이트 상에서, 온도 90 ℃ 에서 60 초간의 조건으로 프리베이크 (PAB) 처리를 실시하고, 건조시킴으로써, 막두께 100 ㎚ 의 레지스트막을 형성하였다. Next, the resist composition was applied onto the film using a spinner, prebake (PAB) was applied on a hot plate at a temperature of 90°C for 60 seconds, and dried, thereby forming a resist with a film thickness of 100 nm. A membrane was formed.

이어서, 그 레지스트막에, 노광 장치 NSR-S609B (니콘사 제조 NA = 1.07 Dipole 0.97/0.78 with polano) 에 의해, ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚) 를, 마스크 패턴 (6 % 하프톤) 을 개재하여 선택적으로 조사하였다. Subsequently, the resist film was selectively treated with an ArF excimer laser (193 nm) using an exposure device NSR-S609B (NA = 1.07 Dipole 0.97/0.78 with polano manufactured by Nikon Corporation) through a mask pattern (6% halftone). was investigated.

이어서, 23 ℃ 에서, 아세트산부틸로 16 초간 용제 현상을 실시하고, 털어서 건조를 실시하였다. Next, solvent development was performed at 23°C for 16 seconds with butyl acetate, and then dried by shaking.

그 결과, 어느 예에 있어서도 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성되었다. 어느 예에 있어서도, 라인 폭 50 ㎚/피치 100 ㎚ 의 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성되었다. As a result, a line and space pattern was formed in both examples. In both examples, a line and space pattern with a line width of 50 nm/pitch of 100 nm was formed.

[최적 노광량 (Eop) 의 평가][Evaluation of optimal exposure amount (Eop)]

상기 레지스트 패턴의 형성 방법에 의해 타겟 사이즈의 LS 패턴이 형성되는 최적 노광량 Eop (mJ/㎠) 를 구하였다. 그 결과를 「감도 (mJ/㎠)」 로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다. The optimal exposure amount Eop (mJ/cm2) at which an LS pattern of the target size is formed was obtained by the above resist pattern formation method. The results are shown in Tables 4 to 6 below as “Sensitivity (mJ/cm2).”

[노광 여유도 (EL 마진) 의 평가][Evaluation of exposure margin (EL margin)]

상기 LS 패턴이 형성되는 노광량에 있어서, LS 패턴의 라인이 타겟 치수의 ±5 % 의 범위 내에서 형성될 때의 노광량을 구하고, 다음 식에 의해 EL 마진 (단위:%) 을 구하였다. 그 결과를 「5 % EL (%)」 로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다. Regarding the exposure amount at which the LS pattern was formed, the exposure amount at which the line of the LS pattern was formed within ±5% of the target dimension was determined, and the EL margin (unit: %) was determined using the following equation. The results are shown in Tables 4 to 6 below as “5% EL (%).”

EL 마진 (%) = (|E1 ― E2|/Eop) × 100 EL margin (%) = (|E1 - E2|/Eop) × 100

E1:홀 폭 47.5 ㎚ 의 LS 패턴이 형성되었을 때의 노광량 (mJ/㎠)E1: Exposure dose when an LS pattern with a hole width of 47.5 nm is formed (mJ/cm2)

E2:홀 폭 52.5 ㎚ 의 LS 패턴이 형성되었을 때의 노광량 (mJ/㎠) E2: Exposure dose when an LS pattern with a hole width of 52.5 nm is formed (mJ/cm2)

또한, EL 마진은, 그 값이 클수록 노광량의 변동에 수반하는 패턴 사이즈의 변화량이 작은 것을 나타낸다. Additionally, the EL margin indicates that the larger the value, the smaller the amount of change in pattern size due to the change in exposure amount.

또한, 상기의 EL 마진의 산출식에 있어서, 「Eop」 는 최적 노광량 (mJ/㎠) 을 의미한다. 그 Eop 는 통상적인 방법에 의해 구하였다. In addition, in the calculation formula for the above EL margin, “Eop” means the optimal exposure amount (mJ/cm2). The Eop was obtained by a conventional method.

[마스크 에러 팩터 (MEEF) 의 평가][Evaluation of mask error factor (MEEF)]

상기 레지스트 패턴의 형성과 동일한 순서에 따라, 타겟 사이즈 (라인 폭) 를 45 ∼ 55 ㎚ (1 ㎚ 간격, 합계 11 점) 로 하는 마스크 패턴을 각각 사용하고, 피치 100 ㎚ 의 각 라인 앤드 스페이스 패턴을 동일 노광량으로 형성하였다. Following the same procedure as the formation of the resist pattern above, each mask pattern with a target size (line width) of 45 to 55 nm (1 nm interval, total of 11 points) is used, and each line and space pattern with a pitch of 100 nm is formed. It was formed with the same exposure amount.

그 때, 타겟 사이즈 (㎚) 를 가로축에, 각 마스크 패턴을 사용하여 레지스트막에 형성된 패턴의 라인 폭 (㎚) 을 세로축에 플롯했을 때의 직선의 기울기 (MEEF) 를 산출하였다. 그 결과를 「MEEF」 로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다.At that time, the slope (MEEF) of the straight line was calculated when the target size (nm) was plotted on the horizontal axis and the line width (nm) of the pattern formed on the resist film using each mask pattern was plotted on the vertical axis. The results are shown in Tables 4 to 6 below as “MEEF”.

MEEF (직선의 기울기) 는, 그 값이 1 에 가까울수록 마스크 재현성이 양호한 것을 의미한다. MEEF (slope of a straight line) means that the closer the value is to 1, the better the mask reproducibility.

[LWR (라인 위드스 러프니스) 의 평가][Evaluation of LWR (Line With Roughness)]

상기 <레지스트 패턴의 형성> 에 의해 형성된, LS 패턴에 있어서, 측장 SEM (주사형 전자 현미경, 가속 전압 300 V, 상품명:S-9380, 히타치 하이테크놀로지즈사 제조) 에 의해, 홀 폭을, 홀의 길이 방향으로 400 개 지점 측정하고, 그 결과로부터 표준 편차 (s) 의 3 배값 (3s) 을 구하고, 400 개 지점의 3s 에 대해 평균화한 값을, LWR 을 나타내는 척도로서 산출하였다. 그 결과를 「LWR (㎚)」 로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다. In the LS pattern formed by the above <Formation of a resist pattern>, the hole width was measured by measurement SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 300 V, brand name: S-9380, manufactured by Hitachi High-Technologies), and the hole length was measured. Measurements were made at 400 points in each direction, three times the standard deviation (s) (3s) was obtained from the results, and the averaged value of 3s at 400 points was calculated as a measure of LWR. The results are shown in Tables 4 to 6 below as “LWR (nm).”

이 3s 의 값이 작을수록 그 선폭의 러프니스가 작고, 보다 균일폭의 LS 패턴이 얻어졌던 것을 의미한다. The smaller the value of 3s, the smaller the roughness of the line width, meaning that an LS pattern with a more uniform width was obtained.

[형상의 평가][Evaluation of shape]

상기 LS 패턴을, 측장 SEM (주사형 전자 현미경, 가속 전압 800 V, 상품명:S-9220, 히타치 제작소사 제조) 에 의해, LS 패턴을 관찰하였다. 그 결과를 「구형성 (矩形性)」 으로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다. The LS pattern was observed using a measurement SEM (scanning electron microscope, acceleration voltage 800 V, brand name: S-9220, manufactured by Hitachi Ltd.). The results were listed in Tables 4 to 6 below as “sphericity.”

[보존 안정성][Storage stability]

1) 실온에서 한달 보존한 전후의 레지스트 조성물의 각각에 대해, 상기 최적 노광량 Eop 로, 상기 레지스트 패턴 형성 방법에 의해 컨택트 홀 패턴을 형성하고, 홀 직경 (CD) 을 측정하였다. 1) For each of the resist compositions before and after storage at room temperature for one month, a contact hole pattern was formed by the above resist pattern formation method at the above optimal exposure amount Eop, and the hole diameter (CD) was measured.

2) 각 예의 레지스트 조성물에 대해서, 실온에서 한달 보존한, 보존 전후의 차 (CD 변동값) 를 산출하였다. 그 결과를 「보존 안정성」 으로서 하기 표 4 ∼ 6 에 병기하였다. 2) For each resist composition, the difference (CD variation value) before and after storage when stored at room temperature for one month was calculated. The results are shown in Tables 4 to 6 below as “storage stability.”

ΔCD 가 1 ㎚ 미만인 경우를, 레지스트 조성물의 보존 안정성이 우수하다고 하여, 「○」 로 하고, 그 이외를 「×」 로 하였다. Cases where ΔCD was less than 1 nm were designated as “○” because the resist composition had excellent storage stability, and other cases were designated as “×”.

Figure 112016117061018-pat00063
Figure 112016117061018-pat00063

Figure 112016117061018-pat00064
Figure 112016117061018-pat00064

Figure 112016117061018-pat00065
Figure 112016117061018-pat00065

상기 결과에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 레지스트 조성물은 보존 안정성이 우수하고, 또한 리소그래피 특성도 양호하였다. As shown in the above results, the resist composition of the present invention had excellent storage stability and also had good lithographic properties.

상기 중에서도, (D0) 성분으로서, 말단기의 적어도 일방이 고리형의 탄화수소기인, 화합물 (D0)-4 를 사용한 실시예 4 및 화합물 (D0)-5 를 사용한 실시예 5 는, MEEF, EL 마진, LWR 이 특별히 우수하였다.Among the above, Example 4 using compound (D0)-4 and Example 5 using compound (D0)-5, where at least one of the terminal groups is a cyclic hydrocarbon group as the (D0) component, have MEEF and EL margins. , LWR was particularly excellent.

Claims (5)

노광에 의해 산을 발생하고, 산의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화하는 레지스트 조성물로서,
노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 성분 (B) 와,
하기 일반식 (d0-1a) 또는 (d0-1b) 로 나타내는 화합물을 포함하는 광 염기 실활제 성분 (D0) 을 함유하는 것을 특징으로 하는 레지스트 조성물.
[화학식 1]
Figure 112023125346785-pat00070

[식 중, R11a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 단고리 또는 다고리형의 지방족 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R12a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.]
[화학식 2]

[식 중, R11b 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11b 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R12b 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 단고리 또는 다고리형의 지방족 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12b 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.]
A resist composition that generates acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid,
an acid generator component (B) that generates acid upon exposure,
A resist composition comprising a photobase quencher component (D0) containing a compound represented by the following general formula (d0-1a) or (d0-1b).
[Formula 1]
Figure 112023125346785-pat00070

[In the formula, R 11a is a monocyclic or polycyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11a adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 12a is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 12a adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]
[Formula 2]

[In the formula, R 11b is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11b adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 12b is a monocyclic or polycyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 12b adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 일반식 (d0-1a) 또는 (d0-1b) 로 나타내는 화합물의 공액산의 pKa 가 2.5 보다 큰 레지스트 조성물.
According to claim 1,
A resist composition wherein the pKa of the conjugate acid of the compound represented by the general formula (d0-1a) or (d0-1b) is greater than 2.5.
지지체 상에, 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트막을 형성하는 공정, 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 상기 노광 후의 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 레지스트 패턴 형성 방법.A resist pattern comprising the steps of forming a resist film on a support using the resist composition according to claim 1 or 3, exposing the resist film, and developing the exposed resist film to form a resist pattern. How to form. 하기 일반식 (d0-1a) 로 나타내는 화합물.
[화학식 3]

[식 중, R11a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 3 ∼ 20 의 단고리 또는 다고리형의 지방족 탄화수소기이다. 단, 식 중의 카르보닐기에 인접하는 R11a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. R12a 는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 사슬형 또는 분기사슬형의 탄화수소기이다. 단, 식 중의 술포닐기에 인접하는 R12a 의 탄소 원자에 치환기가 결합하고 있는 경우, 그 치환기는, 할로겐 원자를 갖는 기, 방향족기, 및 프로톤 억셉터성 관능기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 갖지 않는 것으로 한다. Mm+ 는 m 가의 유기 카티온이다. m 은 1 이상의 정수이다.]
A compound represented by the following general formula (d0-1a).
[Formula 3]

[In the formula, R 11a is a monocyclic or polycyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 11a adjacent to the carbonyl group in the formula, the substituent is one or more selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. Pretend not to have it. R 12a is a chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. However, when a substituent is bonded to the carbon atom of R 12a adjacent to the sulfonyl group in the formula, the substituent is at least one selected from the group consisting of a group having a halogen atom, an aromatic group, and a proton acceptor functional group. It is assumed that it does not have . M m+ is an m-valent organic cation. m is an integer greater than 1.]
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