WO2023013592A1 - レジスト組成物及びレジストパターン形成方法 - Google Patents

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WO2023013592A1
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acid
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広樹 加藤
哲郎 藤波
秀一 石井
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東京応化工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resist composition and a method of forming a resist pattern.
  • Resist materials are required to have lithography properties such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing patterns with fine dimensions.
  • lithography properties such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing patterns with fine dimensions.
  • a chemically amplified resist composition containing a base component whose solubility in a developing solution is changed by the action of an acid and an acid generator component which generates an acid upon exposure. is used.
  • Chemically amplified resist compositions generally use resins having a plurality of constitutional units in order to improve lithography properties and the like.
  • a wide variety of acid generators have been proposed for use in chemically amplified resist compositions.
  • onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators, diazomethane-based acid generators, nitrobenzylsulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators, etc. It has been known.
  • a resist composition In the formation of a resist pattern, the behavior of the acid generated from the acid generator component upon exposure is considered to be one factor that greatly affects the lithography properties.
  • a resist composition has been proposed in which a resin having a specific structure or an acid generator having a specific structure is employed (see, for example, Patent Documents 1).
  • a chemically amplified resist composition has been proposed which contains an acid generator component together with an acid diffusion control agent for controlling the diffusion of acid generated from the acid generator component upon exposure.
  • the resist film will become thinner as the pattern becomes finer, and it will become increasingly necessary to improve the etching resistance of the resist material when etching is performed using the resist pattern as a mask.
  • resist materials are required to have higher sensitivity to radiation.
  • the unexposed portion of the resist film is dissolved by development (reduction of the developed film), and the remaining pattern film amount tends to decrease.
  • conventional resist compositions are required to have further improved performance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a resist composition that can further improve etching resistance, can achieve high sensitivity, and suppresses pattern film reduction, and a resist using the same
  • An object of the present invention is to provide a pattern forming method.
  • 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, wherein the solubility in the developer changes due to the action of the acid. and a compound (D0) represented by the following general formula (d0-1), wherein the resin component (A1) is represented by the following general formula (a0-1)
  • X 0 is a bromine atom or an iodine atom.
  • Rm is a hydroxy group, an alkyl group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • nd1 is an integer of 1 to 5
  • nd2 is an integer of 0 to 4, and 1 ⁇ nd1+nd2 ⁇ 5.
  • Yd 0 is a divalent linking group or a single bond.
  • M m+ represents an m-valent organic cation.
  • m is an integer of 1 or more.
  • R 0 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Vax0 is a single bond or a divalent linking group.
  • Wa is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group.
  • Va 0 is a divalent hydrocarbon group optionally having an ether bond.
  • n a0 is an integer from 0 to 2; Ra 00 is an acid-labile group.
  • a second aspect of the present invention comprises the steps of forming a resist film on a support using the resist composition according to the first aspect, exposing the resist film, and exposing the resist film after the exposure.
  • a method of forming a resist pattern comprising a step of developing to form a resist pattern.
  • the present invention it is possible to provide a resist composition that can further improve etching resistance, achieve high sensitivity, and suppress pattern film reduction, and a method of forming a resist pattern using the same.
  • alkyl group includes linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups unless otherwise specified. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group. Unless otherwise specified, the "alkylene group” includes straight-chain, branched-chain and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
  • halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • a "structural unit” means a monomer unit (monomeric unit) that constitutes a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
  • a “base material component” is an organic compound having film-forming ability.
  • the organic compounds used as the base component are roughly classified into non-polymers and polymers.
  • the non-polymer one having a molecular weight of 500 or more and less than 4000 is usually used.
  • the term "low-molecular-weight compound” refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000.
  • the polymer those having a molecular weight of 1000 or more are usually used.
  • “resin”, “polymer compound” or “polymer” refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
  • the molecular weight of the polymer a polystyrene-equivalent weight-average molecular weight obtained by GPC (gel permeation chromatography) is used.
  • a “derived structural unit” means a structural unit formed by cleavage of a multiple bond between carbon atoms, such as an ethylenic double bond.
  • the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent.
  • the substituent (R ⁇ x ) substituting the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom is an atom or group other than a hydrogen atom.
  • itaconic acid diesters in which the substituent (R ⁇ x ) is substituted with a substituent containing an ester bond, and ⁇ -hydroxy acrylic esters in which the substituent (R ⁇ x ) is substituted with a hydroxyalkyl group or a modified hydroxyl group thereof are also available.
  • the ⁇ -position carbon atom of the acrylic acid ester means the carbon atom to which the carbonyl group of acrylic acid is bonded.
  • an acrylic acid ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom is substituted with a substituent may be referred to as an ⁇ -substituted acrylic acid ester.
  • derivatives includes compounds in which the ⁇ -position hydrogen atom of the subject compound is substituted with other substituents such as alkyl groups and halogenated alkyl groups, as well as derivatives thereof.
  • Derivatives thereof include those in which the hydrogen atom at the ⁇ -position may be substituted with a substituent, and the hydrogen atom of the hydroxyl group of the target compound is substituted with an organic group; Examples of good target compounds include those to which substituents other than hydroxyl groups are bonded.
  • the ⁇ -position refers to the first carbon atom adjacent to the functional group unless otherwise specified.
  • substituent that substitutes the hydrogen atom at the ⁇ -position of hydroxystyrene include those similar to R ⁇ x .
  • an “acid-decomposable group” is a group having acid-decomposability such that at least some of the bonds in the structure of the acid-decomposable group can be cleaved by the action of an acid.
  • the acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid includes, for example, a group that is decomposed by the action of an acid to form a polar group.
  • Polar groups include, for example, a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, and a sulfo group (--SO 3 H). More specifically, the acid-decomposable group includes a group in which the polar group is protected with an acid-labile group (for example, a group in which the hydrogen atom of the OH-containing polar group is protected with an acid-labile group).
  • the resist composition of this embodiment generates acid upon exposure, and the action of the acid changes its solubility in a developer.
  • the resist composition of the present embodiment comprises a base component (A) (hereinafter also referred to as “(A) component”) whose solubility in a developer changes due to the action of acid, and a general formula (d0-1). and a compound (D0) (hereinafter also referred to as “(D0)” component).
  • a resist composition that forms a positive resist pattern by dissolving and removing the exposed portion of the resist film is referred to as a positive resist composition, and forming a negative resist pattern by dissolving and removing the unexposed portion of the resist film.
  • a resist composition that does so is called a negative resist composition.
  • the resist composition of this embodiment may be a positive resist composition or a negative resist composition. Further, the resist composition of the present embodiment may be for an alkali development process using an alkali developer for development treatment during resist pattern formation, or for a solvent development process using an organic developer for the development treatment. may
  • the resist composition of the present embodiment has an acid-generating ability to generate an acid upon exposure, and the component (A) may generate an acid upon exposure.
  • the agent component may generate acid upon exposure to light.
  • the resist composition of the present embodiment may further contain (1) an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as "component (B)").
  • component (B) an acid generator component that generates an acid upon exposure
  • the component (A) may be a component that generates an acid upon exposure
  • the component (A) is a component that generates an acid upon exposure and further contains the component (B).
  • the component (A) is a substrate component that generates an acid upon exposure and changes its solubility in a developer by the action of the acid
  • the component (A1) described later generates an acid upon exposure and It is preferably a polymer compound whose solubility in a developer is changed by the action of an acid.
  • a polymer compound a resin having a structural unit that generates an acid upon exposure can be used.
  • a known structural unit can be used as the structural unit that generates an acid upon exposure.
  • the resist composition of the present embodiment is preferably the case of (1) above, that is, a resist composition containing the component (A), the component (D0), and the component (B). is preferred.
  • the (A) component contains a resin component (A1) (hereinafter also referred to as “(A1) component”) whose solubility in a developer changes under the action of acid.
  • A1 component a resin component whose solubility in a developer changes under the action of acid.
  • the component (A1) the polarity of the base material component changes before and after exposure, so that good development contrast can be obtained not only in the alkali development process but also in the solvent development process.
  • component (A) other high-molecular compounds and/or low-molecular compounds may be used in combination with the component (A1).
  • the substrate component containing the component (A1) When an alkali development process is applied, the substrate component containing the component (A1) is sparingly soluble in an alkaline developer before exposure.
  • the action increases the polarity and increases the solubility in an alkaline developer. Therefore, in the formation of a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed to light, the exposed portion of the resist film changes from poorly soluble to soluble in an alkaline developer. On the other hand, since the unexposed portion of the resist film remains insoluble in alkali, a positive resist pattern is formed by alkali development.
  • the base component containing the component (A1) is highly soluble in an organic developer before exposure.
  • the action of the acid increases the polarity and reduces the solubility in an organic developer. Therefore, in forming a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed to light, the exposed portion of the resist film changes from soluble to poorly soluble in an organic developer. On the other hand, the unexposed portion of the resist film remains soluble and does not change. Therefore, by developing with an organic developer, it is possible to create a contrast between the exposed portion and the unexposed portion, resulting in a negative resist pattern. It is formed.
  • the component (A) may be used singly or in combination of two or more.
  • the (A1) component in the resist composition of the present embodiment is a resin component whose solubility in a developer changes due to the action of an acid, and is represented by the following general formula (a0-1). It has the unit (a0).
  • the structural unit (a0) contains an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of acid.
  • the term "acid-decomposable group” refers to an acid-decomposable group 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.
  • the acid dissociable group Ra 00 and the oxygen atom - The bond between (O-) and is cleaved to generate a highly polar group (carboxy group) and increase the polarity.
  • R 0 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Vax0 is a single bond or a divalent linking group.
  • Wa is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group.
  • Va 0 is a divalent hydrocarbon group optionally having an ether bond.
  • n a0 is an integer from 0 to 2; Ra 00 is an acid-labile group.
  • R 0 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 0 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n -butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
  • the halogen atom for R 0 includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, with a fluorine atom being preferred.
  • the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 0 is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with the above halogen atoms.
  • R 0 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and from the viewpoint of industrial availability, a hydrogen atom, a methyl group or a fluorine atom. is more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
  • V a x0 is a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group of V a x0 is not particularly limited, but preferably includes a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like.
  • Vax0 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent
  • the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • Aliphatic hydrocarbon group in V a x0 An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched aliphatic hydrocarbon groups, and aliphatic hydrocarbon groups containing rings in their structures.
  • linear or branched aliphatic hydrocarbon group The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and Numbers 1 to 4 are more preferred, and carbon numbers 1 to 3 are most preferred.
  • a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
  • the branched chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, still more preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -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 - and other alkylmethylene groups;- 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 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH
  • the linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent.
  • substituents include a fluorine atom, a fluorine-substituted fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a carbonyl group.
  • Aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure is a cyclic aliphatic hydrocarbon group which may contain a substituent containing a hetero atom in the ring structure. (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), a group in which the cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the end of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, the cyclic aliphatic groups in which a group hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
  • Examples of the straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group include those mentioned above.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
  • a cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • 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 preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
  • a cyclic aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent.
  • substituents include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
  • the alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group.
  • a methoxy group and an ethoxy group are more preferable.
  • the halogen atom as the substituent includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferred.
  • halogenated alkyl group examples include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a heteroatom-containing substituent.
  • the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
  • This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 ⁇ electrons, and may be monocyclic or polycyclic.
  • the aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 10 carbon atoms. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
  • aromatic hydrocarbon groups include groups obtained by removing two hydrogen atoms from the above aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); aromatic compounds containing two or more aromatic rings A group obtained by removing two hydrogen atoms from (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); One of the hydrogen atoms of the group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group) A group in which one is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a hydrogen from an arylalkyl group
  • a hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
  • the alkoxy group, halogen atom and halogenated alkyl group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the cyclic aliphatic hydrocarbon group.
  • the H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or acyl.
  • the substituent alkyl group, acyl group, etc.
  • Y 21 and Y 22 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, such as the divalent linking group for Ya x1 Examples thereof include the same ones as those mentioned in the description (divalent hydrocarbon group optionally having substituent(s)).
  • Y 21 is preferably a straight-chain aliphatic hydrocarbon group, more preferably a straight-chain alkylene group, more preferably a straight-chain alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, particularly a methylene group or an ethylene group.
  • Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, more preferably a methylene group, an ethylene group or an alkylmethylene group.
  • the alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a straight-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
  • m′′ is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, and 0 or 1 is more preferred, and 1 is particularly preferred.
  • b' is an integer of 1 to 10, and 1 to 8 is preferred, an integer of 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is more preferred, and 1 is most preferred.
  • Wa is a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • the aromatic hydrocarbon group for Wa include groups obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic ring.
  • the aromatic ring here is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 ⁇ electrons, and may be monocyclic or polycyclic.
  • the aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; is mentioned.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
  • the aromatic hydrocarbon group for Wa also includes groups obtained by removing two hydrogen atoms from an aromatic compound containing two or more aromatic rings (eg, biphenyl, fluorene, etc.).
  • Wa is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or biphenyl, and a group obtained by removing two hydrogen atoms from benzene or naphthalene (i.e., a phenylene group or a naphthylene group). is more preferred, and a group obtained by removing two hydrogen atoms from benzene (that is, a phenylene group) is even more preferred.
  • Examples of substituents that the divalent aromatic hydrocarbon group of Wa may have include a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, and a linear or branched chain having 1 to 5 carbon atoms.
  • a chain-like halogenated alkyl group etc. are mentioned.
  • Examples of linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group and neopentyl. groups, etc., and a methyl group is preferred.
  • a halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
  • a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the above alkyl group having 1 to 5 carbon atoms have been substituted with the above halogen atoms.
  • Va 0 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond.
  • the divalent hydrocarbon group for Va 0 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 0 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. More specifically, the aliphatic hydrocarbon group includes a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure, and the like.
  • the linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms, and most preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
  • the branched chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, still more preferably 3 or 4 carbon atoms, and most preferably 3 carbon atoms.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -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 - and other alkylmethylene groups;- 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 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH
  • the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group, and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those similar to the linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic.
  • 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 preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically adamantane. , norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for Va 0 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
  • Such an aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. .
  • the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • Specific examples of aromatic rings possessed by aromatic hydrocarbon groups include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; Atom-substituted heteroaromatic rings and the like are included.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group includes a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group ) in which one of the hydrogen atoms is substituted with an alkylene group (e.g., benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl such as 2-naphthylethyl group group obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group in the group), and the like.
  • the alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
  • n a0 is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1, more preferably 0.
  • Ra 00 is an acid dissociable group.
  • the term "acid-dissociable group” as used herein means (i) a group having acid-dissociable properties 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) after some bonds are cleaved by the action of an acid, decarboxylation further occurs to cleave the bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group; It refers to both the group to obtain.
  • the acid-labile group that constitutes the acid-labile group must be a group with a lower polarity than the polar group generated by the dissociation of the acid-labile group, so that the acid-labile group can be decomposed by the action of an acid.
  • a polar group having a higher polarity than the acid-dissociable group is generated and the polarity is increased.
  • the polarity of the entire component (A1) increases.
  • the solubility in the developer relatively changes.
  • the solubility increases, and when the developer is an organic developer, the solubility increases. Decrease.
  • Acid-labile groups with Ra 00 include those that have hitherto been proposed as acid-labile groups for base resins for chemically amplified resist compositions.
  • Specific examples of acid-dissociable groups proposed as base resins for chemically amplified resist compositions include "acetal-type acid-dissociable groups” and "tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups” described below. group”.
  • Examples of the acid-dissociable group having Ra 00 include acid-dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter sometimes referred to as "acetal-type acid-dissociable group"). .
  • Ra' 1 and Ra' 2 are a hydrogen atom or an alkyl group
  • Ra' 3 is a hydrocarbon group
  • Ra' 3 is bonded to either Ra' 1 or Ra' 2 to form a ring may be formed.
  • At least one of Ra' 1 and Ra' 2 is preferably a hydrogen atom, more preferably both are hydrogen atoms.
  • Ra' 1 or Ra' 2 is an alkyl group
  • examples of the alkyl group include the alkyl groups exemplified as the substituents that may be bonded to the ⁇ -position carbon atom in the explanation of the ⁇ -substituted acrylic acid ester. The same groups can be mentioned, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferred. Specifically, linear or branched alkyl groups are preferred.
  • More specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a neopentyl group, and a methyl group or an ethyl group is More preferred, and a methyl group is particularly preferred.
  • examples of the hydrocarbon group for Ra' 3 include linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups.
  • the linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
  • the branched-chain alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, with an isopropyl group being preferred.
  • the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • a monocyclic aliphatic hydrocarbon group a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
  • the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically includes adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group for Ra' 3 is an aromatic hydrocarbon group
  • the aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
  • This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 ⁇ electrons, and may be monocyclic or polycyclic.
  • the aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; mentioned.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • the aromatic heterocyclic ring include pyridine ring, thiophene ring, furan ring and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group for Ra' 3 is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring (aryl group or heteroaryl group); A group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic compound containing (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); , phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.).
  • the number of carbon atoms in the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.
  • the cyclic group is preferably a 4- to 7-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring.
  • Specific examples of the cyclic group include a tetrahydropyranyl group and a tetrahydrofuranyl group.
  • the hydrocarbon group for Ra' 3 is preferably a cyclic aliphatic hydrocarbon group, more preferably a polycyclic aliphatic hydrocarbon group, adamantane, A group obtained by removing one hydrogen atom from norbornane, isobornane, tricyclodecane or tetracyclododecane is more preferred, and a group obtained by removing one hydrogen atom from adamantane is particularly preferred.
  • Examples of the acid-dissociable group having Ra 00 include acid-dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-2).
  • Examples of the acid-dissociable groups represented by the following formula (a1-r-2) those composed of alkyl groups may hereinafter be referred to as "tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups" for convenience. .
  • Ra' 4 to Ra' 6 are each independently optionally substituted hydrocarbon groups, and Ra' 5 and Ra' 6 may combine with each other to form a ring. ]
  • the optionally substituted hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 include linear or branched alkyl groups (chain alkyl groups) and linear or branched alkenyl groups. (chain alkenyl group) or a cyclic hydrocarbon group.
  • the linear alkyl groups of Ra' 4 to Ra' 6 preferably have 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the branched chain alkyl groups of Ra' 4 to Ra' 6 preferably have 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • the linear or branched alkenyl groups of Ra' 4 to Ra' 6 preferably have 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms, and particularly 3. preferable.
  • Examples of linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups.
  • Branched alkenyl groups include, for example, a 1-methylpropenyl group and a 2-methylpropenyl group.
  • the chain alkyl group or chain alkenyl group of Ra' 4 to Ra' 6 may have a substituent.
  • substituents that the chain alkyl group or chain alkenyl group of Ra' 4 to Ra' 6 may have include a hydroxy group and an ether bond (--O--).
  • the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 may be polycyclic groups or monocyclic groups.
  • the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 may be alicyclic hydrocarbon groups or condensed cyclic groups in which an aromatic ring is condensed to an alicyclic hydrocarbon group.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
  • the monocycloalkene preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specifically includes cyclopentene, cyclohexene, and the like.
  • the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane or polycycloalkene, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Specific examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, and the like.
  • the polycycloalkene preferably has 7 to 12 carbon atoms, and specific examples include adamantene, norbornene, isobornene, tricyclodecene, tetracyclododecene and the like.
  • Examples of the condensed cyclic group in which an aromatic ring is condensed to an alicyclic hydrocarbon group include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aliphatic ring of bicyclic compounds such as tetrahydronaphthalene and indane.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 may be substituted with a substituent containing a heteroatom in some of the carbon atoms constituting the ring structure.
  • the aromatic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 are hydrocarbon groups having an aromatic ring.
  • the aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 10 is most preferred. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group in Ra' 4 to Ra' 6 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a portion of the carbon atoms constituting these aromatic rings being hetero Atom-substituted heteroaromatic rings and the like are included.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • aromatic heterocyclic ring include thiophene ring, furan ring, pyridine ring and the like.
  • aromatic hydrocarbon groups for Ra′ 4 to Ra′ 6 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic ring (aryl group: for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), and hydrogen atoms of the aromatic rings. one of which is substituted with an alkylene group (e.g., a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a arylalkyl group such as a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc.) mentioned.
  • the alkylene group alkyl chain in the arylalkyl group
  • the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 may have a substituent.
  • substituents that the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 may have include halogen atoms (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), -R P1 , -R P2 -OR P1 , -R P2 -CO-R P1 , -R P2 -CO-OR P1 , -R P2 -O-CO-R P1 , -R P2 -OH, -R P2 -CN or -R P2 —COOH (hereinafter these substituents are also collectively referred to as “Ra 06 ”) and the like.
  • R P1 is a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a monovalent aromatic group having 6 to 30 carbon atoms. is a group hydrocarbon group.
  • R P2 is a single bond, a divalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a divalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a divalent divalent hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. is an aromatic hydrocarbon group.
  • the hydrogen atoms of the chain saturated hydrocarbon groups, aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups of R P1 and R P2 may be substituted with fluorine atoms.
  • the aliphatic cyclic hydrocarbon group may have one or more of the above substituents, or may have one or more of each of a plurality of the above substituents.
  • Examples of monovalent chain saturated hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group and decyl group. .
  • Examples of monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group and the like.
  • Monocyclic aliphatic saturated hydrocarbon group bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.1.13,7]decanyl group , tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group and polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon group such as adamantyl group.
  • monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene.
  • Ra′ 10 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • Ra′ 11 is an alicyclic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group together with the carbon atom to which Ra′ 10 is bonded.
  • Ya is a carbon atom.
  • Xa is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Ya.
  • Ra 01 to Ra 03 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms in this chain saturated hydrocarbon group and aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group may be substituted. Two or more of Ra 01 to Ra 03 may combine with each other to form a cyclic structure.
  • Yaa is a carbon atom.
  • Xaa is a group that forms an aliphatic cyclic group together with Yaa.
  • Ra 04 is an optionally substituted aromatic hydrocarbon group.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom. Some or all of the hydrogen atoms of this chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra' 14 is a hydrocarbon group optionally having a substituent. * indicates a bond (same below). ]
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms for Ra' 10 is a linear or branched alkyl group for Ra' 3 in formula (a1-r-1), or a multi-chain alkyl group.
  • the groups mentioned as cyclic or monocyclic aliphatic hydrocarbon groups are preferred.
  • Ra' 10 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • an alicyclic hydrocarbon group formed by Ra' 11 together with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded or a condensed cyclic group in which an aromatic ring is fused to an alicyclic hydrocarbon group is , the groups exemplified as the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 in formula (a1-r-2) are preferred, and groups obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane or polycycloalkane are more preferred.
  • cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane with one hydrogen atom removed are more preferred, and groups with one hydrogen atom removed from cyclopentane or adamantane are particularly preferred.
  • the alicyclic hydrocarbon group formed by Ra' 11 together with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded may be substituted with a substituent containing a heteroatom for some of the carbon atoms constituting the ring structure.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya is the cyclic hydrocarbon group of Ra′ 4 to Ra′ 6 in the formula (a1-r-2). is preferred, more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane, more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from cyclopentane or cyclohexane, and removing one hydrogen atom from cyclopentane groups are particularly preferred.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya may have a substituent. Examples of this substituent include the same substituents that the cyclic hydrocarbon groups of Ra' 4 to Ra' 6 in formula (a1-r-2) may have.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 includes, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group and the like.
  • Examples of monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms in Ra 01 to Ra 03 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl and cyclodecyl.
  • Ra 01 to Ra 03 are preferably a hydrogen atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, from the viewpoint of facilitating the synthesis of the monomer compound from which the structural unit (a0) is derived.
  • a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.
  • Examples of the group containing a carbon-carbon double bond produced by forming a cyclic structure by bonding two or more of Ra 01 to Ra 03 to each other include, for example, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a methylcyclopentenyl group, a methyl A cyclohexenyl group, a cyclopentylideneethenyl group, a cyclohexylideneethenyl group and the like can be mentioned.
  • a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclopentylideneethenyl group are preferred from the viewpoint of ease of synthesis of the monomer compound from which the structural unit (a0) is derived.
  • the aliphatic cyclic group formed by Xaa together with Yaa is the group exemplified as the cyclic hydrocarbon group for Ra' 4 to Ra' 6 in formula (a1-r-2).
  • a group obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane is preferable, and a group obtained by removing one hydrogen atom from cyclopentane or cyclohexane is more preferable.
  • examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra 04 include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 5 to 30 carbon atoms.
  • Ra 04 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and is obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, thiophene or furan. is more preferred, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, or anthracene is more preferred, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene or naphthalene is particularly preferred, and one or more hydrogen atoms are removed from benzene. is most preferred.
  • Ra 04 in formula (a1-r2-3) may have include methyl group, ethyl group, propyl group, hydroxyl group, carboxyl group, halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), alkoxy groups (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl groups, and the like.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for Ra' 12 and Ra' 13 includes the monovalent chain saturated hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms for Ra 01 to Ra 03 above. The same as the group can be mentioned. Some or all of the hydrogen atoms of this chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly a methyl group. preferable. Some or all of the hydrogen atoms in the chain saturated hydrocarbon groups represented by Ra'12 and Ra'13 may be substituted.
  • Ra' 14 is a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • the hydrocarbon group for Ra' 14 includes linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups.
  • the linear alkyl group for Ra' 14 preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group and the like.
  • a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
  • the branched-chain alkyl group for Ra' 14 preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group, with an isopropyl group being preferred.
  • the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • a monocyclic aliphatic hydrocarbon group a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
  • the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
  • Ra'14 examples include those similar to the aromatic hydrocarbon group for Ra04 .
  • Ra' 14 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene.
  • a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferred, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene is particularly preferred, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene is most preferred.
  • substituent that Ra' 14 may have include the same substituents that Ra 04 may have.
  • Ra' 14 in formula (a1-r2-4) is a naphthyl group
  • the position bonding to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1- or 2-position of the naphthyl group. Either can be used.
  • Ra' 14 in formula (a1-r2-4) is an anthryl group
  • the position bonding to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1-position, 2-position, or Any of the ninth positions may be used.
  • the acid dissociable group of Ra 00 is preferably a group represented by any one of the above formulas (a1-r2-1) to (a1-r2-4), and the etching resistance is improved.
  • a group represented by the above formula (a1-r2-2) and a group represented by the above formula (a1-r2-3) are more preferable because they are more likely to be increased.
  • R 0 is the same as above.
  • the structural unit (a0) is preferably at least one selected from the group consisting of structural units represented by any of the above chemical formulas (a0-1-1) to (a0-1-44). (a0-1-8) ⁇ (a0-1-17), (a0-1-21) ⁇ (a0-1-26), (a0-1-38), (a0-1-39) and (a0 -1-41) to (a0-1-43) at least one selected from the group consisting of structural units represented by any one of (a0-1-43).
  • the structural unit (a0) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the ratio of the structural unit (a0) in the component (A1) is preferably 30 to 95 mol%, preferably 40 to 85 mol%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). More preferably, 50 to 70 mol % is even more preferable.
  • Such component (A1) may have other structural units in addition to the structural unit (a0), if necessary.
  • Other structural units include, for example, the structural unit (a10) represented by the general formula (a10-1); Structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, —SO 2 -containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group; Structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (Excluding those corresponding to structural unit (a1) or structural unit (a2)); structural unit (a4) containing an acid-non-dissociable aliphatic cyclic group; structural unit derived from styrene or a derivative thereof etc.
  • the structural unit (a10) is a structural unit represented by general formula (a10-1) below.
  • the component (A1) contained in the resist composition of the present embodiment preferably has a structural unit (a10) represented by general formula (a10-1) in addition to the structural unit (a0).
  • 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 x1 is a single bond or a divalent linking group.
  • Wa x1 is a (n ax1 +1) valent aromatic hydrocarbon group.
  • n ax1 is an integer of 1 or more.
  • 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.
  • 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.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n- butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
  • the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms.
  • the halogen atom includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferred.
  • R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and from the viewpoint of industrial availability, a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group is more preferable.
  • a hydrogen atom or a methyl group is more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
  • Ya x1 is a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group for Ya x1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, or the like. are preferred.
  • Examples of the divalent linking group for Ya x1 include the same divalent linking groups as the divalent linking groups for Va x0 in the formula (a0-1).
  • Wa x1 is a (n ax1 +1)-valent aromatic hydrocarbon group.
  • the aromatic hydrocarbon group for Wa x1 includes a group obtained by removing (n ax1 +1) hydrogen atoms from an optionally substituted aromatic ring.
  • the aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 ⁇ electrons, and may be monocyclic or polycyclic.
  • the aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, still more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
  • aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; is mentioned.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
  • the aromatic hydrocarbon group in Wa x1 is an aromatic compound containing an aromatic ring optionally having two or more substituents (e.g., biphenyl, fluorene, etc.) from which (n ax1 +1) hydrogen atoms are removed. groups are also included.
  • Wa x1 is preferably a group obtained by removing ( nax1 +1) hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or biphenyl, and more preferably a group obtained by removing ( nax1 +1) hydrogen atoms from benzene or naphthalene.
  • a group obtained by removing (n ax1 +1) hydrogen atoms from benzene is more preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group in Wa x1 may or may not have a substituent.
  • substituents include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenated alkyl group.
  • alkyl group, the alkoxy group, the halogen atom, and the halogenated alkyl group as the substituent include the same as those listed as the substituent of the cyclic aliphatic hydrocarbon group in Ya x1 .
  • the substituent is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, ethyl group or methyl groups are more preferred, and methyl groups are particularly preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group in Wa x1 preferably has no substituent.
  • n ax1 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 5, more preferably 1, 2 or 3, and 1 or 2 Especially preferred.
  • R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
  • the structural unit (a10) contained in component (A1) may be of one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (a10) in the component (A1) is It is preferably from 5 to 70 mol %, more preferably from 15 to 60 mol %, even more preferably from 30 to 50 mol %.
  • the proportion of the structural unit (a10) is at least the preferred lower limit, the etching resistance and sensitivity are likely to be enhanced.
  • the proportion of the structural unit (a10) is equal to or less than the preferred upper limit, it becomes easier to balance with the structural unit (a0).
  • the structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid (excluding those corresponding to the structural unit (a0)).
  • the acid-decomposable group whose polarity is increased by the action of an acid includes, for example, a group that is decomposed by the action of an acid to form a polar group.
  • Polar groups include, for example, a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, and a sulfo group (--SO 3 H).
  • a polar group containing —OH in the structure (hereinafter sometimes referred to as “OH-containing polar group”) is preferred, a carboxy group or a hydroxyl group is more preferred, and a carboxy group is particularly preferred.
  • the acid-decomposable group includes a group in which the polar group is protected with an acid-labile group (for example, a group in which the hydrogen atom of the OH-containing polar group is protected with an acid-labile group).
  • acid-dissociable groups examples include those that have hitherto been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resist compositions.
  • Specific examples of acid-dissociable groups proposed for base resins for chemically amplified resist compositions include the " acetal -type acid dissociative group” and "tertiary alkyl ester type acid dissociable group”.
  • the acid-dissociable group here also includes a "tertiary alkyloxycarbonyl acid-dissociable group".
  • Tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group As the acid-dissociable group protecting the hydroxyl group among the polar groups, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter, for convenience, a “tertiary alkyloxycarbonyl acid-dissociable group” ) are mentioned.
  • each of Ra' 7 to Ra' 9 is an alkyl group.
  • each of Ra' 7 to Ra' 9 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • the total carbon number of each alkyl group is preferably 3-7, more preferably 3-5, and most preferably 3-4.
  • a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent, a structural unit derived from acrylamide, hydroxystyrene or hydroxy - of structural units derived from vinyl benzoic acid or vinyl benzoic acid derivatives, wherein at least part of the hydrogen atoms in the hydroxyl groups of structural units derived from styrene derivatives are protected by substituents containing the acid-decomposable groups
  • the structural unit (a1) is preferably a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent.
  • Preferred specific examples of such a structural unit (a1) include structural units represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2).
  • 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 optionally having an ether bond.
  • n a1 is an integer of 0-2.
  • Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-2).
  • Wa 1 is a (n a2 +1) valent hydrocarbon group.
  • n a2 is an integer of 1-3.
  • Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-3). ]
  • R is the same as R in formula (a10-1).
  • Va 1 is the same as Va 0 in formula (a0-1).
  • Ra 1 is an acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-1) or (a1-r-2).
  • the (n a2 +1)-valent hydrocarbon group in Wa 1 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group having no aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and usually preferably saturated.
  • a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group Groups combined with an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure can be mentioned.
  • the (n a2 +1) valence is preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3.
  • R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
  • the structural unit (a1) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the structural unit represented by the above formula (a1-1) is more preferable because the properties (sensitivity, shape, etc.) in electron beam or EUV lithography can be more easily improved.
  • the proportion of the structural unit (a1) in the component (A1) is 30 mol % or less is preferable, 1 to 25 mol % is more preferable, and 5 to 20 mol % is even more preferable.
  • the proportion of the structural unit (a1) is at or below the upper limit, it is possible to balance with other structural units.
  • the content is at least the lower limit, a resist pattern can be easily obtained, and lithography properties such as sensitivity, resolution and roughness are improved.
  • the component (A1) further comprises a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a —SO 2 —-containing cyclic group, or a carbonate-containing cyclic group (excluding those corresponding to the structural unit (a1)) may have
  • the lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group, or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a2) contributes to the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used to form the resist film. It is an effective one in terms of enhancing sexuality.
  • effects such as appropriately adjusting the acid diffusion length, increasing the adhesion of the resist film to the substrate, and appropriately adjusting the solubility during development improve the lithography properties. etc. becomes good.
  • a lactone ring is counted as the first ring, and a group containing only a lactone ring is called a monocyclic group, and a group containing other ring structures is called a polycyclic group regardless of the structure.
  • a lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. Any lactone-containing cyclic group in the structural unit (a2) can be used without particular limitation. Specific examples include groups represented by general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) below.
  • R′′ is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group
  • A′′ is an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (— S-), an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom or a sulfur atom, n' is an integer of 0 to 2, and m' is 0 or 1.
  • the alkyl group for Ra' 21 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the alkyl group is preferably linear or branched. Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and hexyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is particularly preferred.
  • an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable.
  • the alkoxy group is preferably linear or branched. Specific examples include groups in which the alkyl group exemplified as the alkyl group for Ra' 21 and an oxygen atom (--O--) are linked.
  • a fluorine atom is preferable as the halogen atom for Ra' 21 .
  • Examples of the halogenated alkyl group for Ra' 21 include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group for Ra' 21 are substituted with the above-described halogen atoms.
  • a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
  • R'' is either a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO 2 -containing cyclic group.
  • the alkyl group for R′′ may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 15 carbon atoms.
  • R′′ is a linear or branched alkyl group, it preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms, and is a methyl group or an ethyl group. is particularly preferred.
  • 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.
  • a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane which may or may not be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group bicycloalkane, tricycloalkane, tetracycloalkane, etc. Examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes, etc.
  • groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkanes such as cyclopentane and cyclohexane examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • Examples of the lactone-containing cyclic group for R′′ include the same groups as those represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
  • the carbonate-containing cyclic group in R" is the same as the carbonate-containing cyclic group described later, and specifically groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. is mentioned.
  • the —SO 2 -containing cyclic group in R′′ is the same as the —SO 2 -containing cyclic group described later, and specifically, general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) The group represented respectively by is mentioned.
  • the hydroxyalkyl group for Ra' 21 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specific examples include groups in which at least one hydrogen atom of the alkyl group for Ra' 21 is substituted with a hydroxyl group. be done.
  • Ra' 21 is preferably independently a hydrogen atom or a cyano group.
  • the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A′′ is linear or branched. and includes a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an isopropylene group, etc.
  • the alkylene group contains an oxygen atom or a sulfur atom
  • specific examples thereof include the terminal of the alkylene group or Groups in which -O- or -S- is interposed between carbon atoms, such as O-CH 2 -, -CH 2 -O-CH 2 -, -S-CH 2 -, -CH 2 -S-CH A ′′ is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or —O—, more preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methylene group.
  • —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 that forms part of the ring skeleton of a cyclic group.
  • a ring containing —SO 2 — in its ring skeleton is counted as the first ring, and if it contains only this ring, it is a monocyclic group, and if it has another ring structure, it is a polycyclic group regardless of its structure. called.
  • the —SO 2 —containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
  • a —SO 2 —containing cyclic group is particularly a cyclic group containing —O—SO 2 — in its ring skeleton, ie, —O—S— in —O—SO 2 — forms part of the ring skeleton.
  • Preferred are cyclic groups containing a forming sultone ring. More specific examples of the —SO 2 —containing cyclic group include groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) below.
  • A′′ is the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as A” in the middle.
  • Specific examples of groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are shown below. "Ac" in the formula represents an acetyl group.
  • a “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, and the group containing only the carbonate ring is called a monocyclic group, and the group containing other ring structures is called a polycyclic group regardless of the structure.
  • a carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. Any carbonate ring-containing cyclic group can be used without particular limitation. Specific examples include groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) below.
  • R′′ is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group
  • A′′ is a carbon optionally containing an oxygen atom or a sulfur atom It is an alkylene group having 1 to 5 atoms, an oxygen atom or a sulfur atom, p' is an integer of 0 to 3, and q' is 0 or 1.
  • A′′ is the general formulas (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as A” in the middle.
  • a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent is particularly preferred.
  • Such a structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by general formula (a2-1) below.
  • 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.
  • La 21 is -O-, -COO-, -CON(R')-, -OCO-, -CONHCO- or -CONHCS-, and R' represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a —SO 2 —-containing cyclic group.
  • R is the same as R in formula (a10-1).
  • R is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
  • the divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, or the like. are preferably mentioned.
  • Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group or carbonate-containing cyclic group.
  • the lactone-containing cyclic group, —SO 2 —-containing cyclic group, and carbonate-containing cyclic group for Ra 21 are represented by the above-described general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively.
  • groups, groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively are preferably mentioned.
  • a lactone-containing cyclic group or a —SO 2 —-containing cyclic group is preferable, and the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), (a2-r-6) or (a5-r -1) are more preferable, and groups represented by the general formula (a2-r-2) or (a5-r-1) are more preferable.
  • the chemical formulas (r-lc-1-1) to (r-lc-1-7), (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18), (r- lc-6-1), (r-sl-1-1), and (r-sl-1-18), any one of the groups represented by the above chemical formula (r-lc-2-1) is preferable.
  • ⁇ (r-lc-2-18), (r-sl-1-1), respectively, any one of the groups represented by the above chemical formulas (r-lc-2-1), (r-lc -2-12) and (r-sl-1-1) are more preferred.
  • the structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (a2) is 30 mol% or less with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1).
  • 1 to 25 mol % is more preferable, and 5 to 20 mol % is even more preferable.
  • the proportion of the structural unit (a2) is at least the preferred lower limit, the effect of containing the structural unit (a2) is sufficiently obtained due to the effects described above. A balance can be achieved and various lithographic properties are improved.
  • the component (A1) may further have a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (excluding those corresponding to the structural unit (a1) or the structural unit (a2)).
  • a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (excluding those corresponding to the structural unit (a1) or the structural unit (a2)).
  • Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms, and the like, with the hydroxyl group being particularly preferred.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched hydrocarbon groups (preferably alkylene groups) having 1 to 10 carbon atoms and cyclic aliphatic hydrocarbon groups (cyclic groups).
  • the cyclic group may be either a monocyclic group or a polycyclic group, and can be appropriately selected from a number of groups proposed for use in resins for ArF excimer laser resist compositions, for example.
  • the cyclic group When the cyclic group is a monocyclic group, it preferably has 3 to 10 carbon atoms. Among them, a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic monocyclic group containing a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with fluorine atoms is more preferred.
  • the monocyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane.
  • Specific examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from monocycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane.
  • monocycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane.
  • a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclopentane and a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclohexane are industrially preferable.
  • the polycyclic group preferably has 7 to 30 carbon atoms.
  • a structural unit derived from an acrylate ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group in which a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with fluorine atoms is more preferred.
  • the polycyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes, and the like.
  • Specific examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane
  • a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclododecane Industrially preferred.
  • Any structural unit (a3) can be used without particular limitation as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
  • the structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
  • a building block is preferred.
  • the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, hydroxyethyl ester of acrylic acid Derived units are preferred.
  • the structural unit (a3) when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a polycyclic group, a structural unit represented by the following formula (a3-1), -2) and a structural unit represented by formula (a3-3) are preferred; in the case of a monocyclic group, a structural unit represented by formula (a3-4) is It is mentioned as a preferable one.
  • 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 0 to 5 and s is an integer from 1 to 3. ]
  • j is preferably 1 or 2, more preferably 1.
  • hydroxyl groups are preferably bonded to the 3- and 5-positions of the adamantyl group.
  • j is 1, a hydroxyl group is preferably bonded to the 3-position of the adamantyl group.
  • j is preferably 1, and those in which the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group are particularly preferred.
  • k is preferably 1.
  • the cyano group is preferably attached to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
  • t' is preferably 1.
  • l is preferably one.
  • s is 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 attached to the 5- or 6-position of the norbornyl group.
  • t' is preferably 1 or 2.
  • l is preferably 0 or 1.
  • s is 1.
  • the fluorinated alkyl alcohol is preferably attached to the 3- or 5-position of the cyclohexyl group.
  • the structural unit (a3) contained in the component (A1) may be of one type or two or more types.
  • the ratio of the structural unit (a3) is 1 to 30 mol% relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). preferably 2 to 25 mol %, even more preferably 5 to 20 mol %.
  • the component (A1) may have, in addition to the structural unit (a0), a structural unit (a4) containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group.
  • a structural unit (a4) containing an acid non-dissociable aliphatic cyclic group.
  • the dry etching resistance of the formed resist pattern is further improved.
  • the hydrophobicity of the component (A) is increased. Improvement in hydrophobicity contributes to improvement in resolution, resist pattern shape, etc., particularly in the case of a solvent development process.
  • non-acid dissociable cyclic group in the structural unit (a4) is such that when an acid is generated in the resist composition by exposure (for example, a structural unit that generates an acid by exposure or an acid is generated from the component (B) It is a cyclic group that remains in the structural unit as it is without being dissociated even when the acid acts on it.
  • the structural unit (a4) for example, a structural unit derived from an acrylate ester containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group is preferred.
  • the cyclic group a large number of conventionally known ones used in resin components of resist compositions for ArF excimer laser, KrF excimer laser (preferably for ArF excimer laser), etc. can be used.
  • the cyclic group is preferably at least one selected from a tricyclodecyl group, adamantyl group, tetracyclododecyl group, isobornyl group and norbornyl group from the viewpoint of industrial availability.
  • These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
  • Specific examples of the structural unit (a4) include structural units represented by general formulas (a4-1) to (a4-7) below.
  • the structural unit (a4) contained in the component (A1) may be of one type or two or more types.
  • the ratio of the structural unit (a4) is 1 to 30 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). and more preferably 5 to 20 mol %.
  • a structural unit (st) is a structural unit derived from styrene or a styrene derivative.
  • a “structural unit derived from styrene” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of styrene.
  • a “structural unit derived from a styrene derivative” means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of a styrene derivative.
  • Styrene derivative means a compound in which at least some hydrogen atoms of styrene are substituted with substituents.
  • examples of styrene derivatives include those in which the ⁇ -position hydrogen atom of styrene is substituted with a substituent, those in which one or more hydrogen atoms in the benzene ring of styrene are substituted by a substituent, and the ⁇ -position hydrogen atom of styrene. and those in which one or more hydrogen atoms on the benzene ring are substituted with a substituent.
  • Examples of the substituent for substituting the ⁇ -position hydrogen atom of styrene include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
  • the 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 have been substituted with halogen atoms.
  • a fluorine atom is particularly preferable as the halogen atom.
  • an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carbon
  • a fluorinated alkyl group having 1 to 3 atoms is more preferred, and a methyl group is even more preferred in terms of industrial availability.
  • substituents for substituting hydrogen atoms on the benzene ring of styrene include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, and halogenated alkyl groups.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
  • the alkoxy group as the substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group. , methoxy group and ethoxy group are more preferred.
  • a fluorine atom is preferable as the halogen atom as the substituent.
  • Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • the substituent for substituting the hydrogen atom of the benzene ring of styrene is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a methyl group.
  • the structural unit (st) is a structural unit derived from styrene, or a hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • a structural unit derived from a styrene derivative is preferable, and a structural unit derived from styrene or a structural unit derived from a styrene derivative in which a hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene is substituted with a methyl group is more preferable, and a structural unit derived from styrene is more preferable. is more preferred.
  • the structural unit (st) contained in component (A1) may be of one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (st) is 1 to 30 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). and more preferably 3 to 20 mol %.
  • the component (A1) contained in the resist composition of the present embodiment may be used singly or in combination of two or more.
  • the (A1) component includes a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a0), and has a repeating structure of the structural unit (a0) and the structural unit (a10).
  • Polymeric compounds are preferred.
  • Preferred examples of the component (A1) include a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a0); a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a0) and the structural unit (a10).
  • a polymer compound having a repeating structure of a0) and a structural unit (a10) is particularly preferred.
  • the proportion of the structural unit (a0) is relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. is preferably 30 to 95 mol%, more preferably 40 to 85 mol%, and even more preferably 50 to 70 mol%, and the ratio of the structural unit (a10) to the total structural units constituting the polymer compound. It is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 15 to 60 mol%, and even more preferably 30 to 50 mol% of the total (100 mol%).
  • the component (A1) is obtained by dissolving a monomer that induces the structural unit (a0) and, if necessary, a monomer that induces other structural units in a polymerization solvent. , dimethyl azobisisobutyrate (for example, V-601) or the like is added for polymerization, followed by a deprotection reaction depending on the raw material monomer. At the time of 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, terminal --C(CF 3 ) 2 -- An OH group may be introduced.
  • a chain transfer agent such as HS--CH 2 --CH 2 --CH 2 --CH 2 --C(CF 3 ) 2 --OH
  • Copolymers into which hydroxyalkyl groups, in which some of the hydrogen atoms of the alkyl groups are substituted with fluorine atoms, are effective in reducing development defects and LER (line edge roughness: non-uniform irregularities on line sidewalls). is.
  • the weight average molecular weight (Mw) of component (A1) (polystyrene conversion standard by gel permeation chromatography (GPC)) is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 30,000, and 3,000. ⁇ 20,000 is more preferable, and 4,000 to 10,000 is particularly preferable.
  • Mw of the component (A1) is equal to or less than the preferable upper limit, it is easy to obtain sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist.
  • the Mw of the component (A1) is at least the preferred lower limit, the dry etching resistance and resist pattern cross-sectional shape are good.
  • the dispersity (Mw/Mn) of component (A1) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and particularly preferably 1.0 to 2.0. . Mn indicates number average molecular weight.
  • the resist composition of the present embodiment includes, as the (A) component, a base component that does not correspond to the (A1) component and whose solubility in a developer changes due to the action of an acid (hereinafter referred to as "(A2 ) component”) may be used in combination.
  • the component (A2) is not particularly limited, and may be used by arbitrarily selecting from many conventionally known base components for chemically amplified resist compositions.
  • As the component (A2) one type of high-molecular compound or low-molecular compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the proportion of component (A1) in component (A) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 75% by mass or more, and 100% by mass, relative to the total mass of component (A). may be When the ratio of the component (A1) is 25% by mass or more, it becomes easy to form a resist pattern excellent in various properties such as etching resistance and film thinning suppression effect.
  • the content of component (A) in the resist composition of the present embodiment may be adjusted according to the resist film thickness to be formed.
  • the compound (D0) is a compound represented by the following general formula (d0-1) (hereinafter also referred to as "(D0) component").
  • the (D0) component acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure in the resist composition.
  • the quencher acid diffusion control agent
  • the (D0) component it becomes easier to achieve high sensitivity to radiation when forming a finer resist pattern.
  • the combined use with component (A1) enhances the effect of suppressing film loss.
  • X 0 is a bromine atom or an iodine atom.
  • Rm is a hydroxy group, an alkyl group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • nd1 is an integer of 1 to 5
  • nd2 is an integer of 0 to 4, and 1 ⁇ nd1+nd2 ⁇ 5.
  • Yd 0 is a divalent linking group or a single bond.
  • M m+ represents an m-valent organic cation.
  • m is an integer of 1 or more.
  • X 0 is a bromine atom or an iodine atom, preferably an iodine atom.
  • R m is a hydroxy group, an alkyl group, a fluorine atom or a chlorine atom.
  • the alkyl group for R m is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
  • nd1 is an integer of 1 to 5
  • nd2 is an integer of 0 to 4
  • nd1 is preferably an integer of 1 to 3, more preferably 2 or 3, and even more preferably 3 from the viewpoint of radiation absorbability.
  • nd2 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1, even more preferably 0.
  • Yd 0 is a divalent linking group or a single bond.
  • a divalent linking group containing an oxygen atom is suitable.
  • said Yd 0 may contain an atom other than an oxygen atom.
  • Atoms other than an oxygen atom include, for example, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
  • a sulfonyl group ( --SO.sub.2-- ) may be further linked to this combination.
  • Yd 0 is preferably a divalent linking group containing an oxygen atom or a single bond, more preferably a single bond.
  • M m+ represents an m-valent organic cation.
  • sulfonium cations and iodonium cations are preferred.
  • m is an integer of 1 or more.
  • Preferred cation moieties include organic cations represented by general formulas (ca-1) to (ca-5) below.
  • R 201 to R 207 and R 211 to R 212 are each independently an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkyl group or a substituted represents a good alkenyl group.
  • R 201 to R 203 , R 206 to R 207 and R 211 to R 212 may combine with each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
  • R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 210 is an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted SO 2 -containing It is a cyclic group.
  • Each Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
  • x is 1 or 2;
  • W 201 represents a (x+1)-valent linking group.
  • examples of the aryl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 include unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms. , phenyl group and naphthyl group are preferred.
  • the alkyl group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the alkenyl groups for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably have 2 to 10 carbon atoms.
  • R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have include alkyl groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, carbonyl groups, cyano groups, amino groups, aryl groups, and the following. and groups represented by general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7).
  • each R′ 201 is independently a hydrogen atom, an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted It is a good chain alkenyl group.
  • 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.
  • An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
  • the aromatic hydrocarbon group for R' 201 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
  • the aromatic hydrocarbon group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 30 carbon atoms, still more preferably 5 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 15 carbon atoms. , having 6 to 10 carbon atoms is most preferred. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • Specific examples of the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group in R′ 201 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or those in which some of the carbon atoms constituting the aromatic ring are substituted with heteroatoms.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for R′ 201 include a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), and one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is alkylene.
  • alkylene group alkyl chain in the arylalkyl group
  • arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc.
  • the alkylene group alkyl chain in the arylalkyl group
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure.
  • the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • the monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane.
  • 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 one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
  • the polycycloalkanes include polycycloalkanes having a bridged ring system polycyclic skeleton such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having a steroid skeleton; Polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of are more preferred.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R′ 201 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkane or polycycloalkane, and a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane. More preferred are an adamantyl group and a norbornyl group, and most preferred is an adamantyl group.
  • the linear or branched aliphatic hydrocarbon group which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms. , more preferably 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -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 - and other alkylmethylene groups;- 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 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH 2 -; alkyltrimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 - and -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylalky
  • the cyclic hydrocarbon group for R' 201 may contain a heteroatom such as a heterocyclic ring.
  • substituents on the cyclic group of R' 201 include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, hydroxyl groups, carbonyl groups, nitro groups and the like.
  • the alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group.
  • the alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group.
  • a methoxy group and an ethoxy group are most preferred.
  • Examples of halogenated alkyl groups as substituents include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, tert-butyl, etc., in which some or all of the hydrogen atoms are Groups substituted with the aforementioned halogen atoms are included.
  • a carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group ( --CH.sub.2-- ) constituting a cyclic hydrocarbon group.
  • a chain alkyl group which may have a substituent may be linear or branched.
  • the linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • 1-methylethyl group 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
  • a chain alkenyl group which may have a substituent may be either linear or branched, preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and 2 to 4 are more preferred, and 3 carbon atoms is particularly preferred.
  • linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups.
  • Examples of branched alkenyl groups include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
  • the chain alkenyl group is preferably a linear alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.
  • substituents on the linear alkyl group or alkenyl group for R'201 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, and a cyclic group for R'201 . etc.
  • the cyclic group optionally having substituents, the chain alkyl group optionally having substituents, or the chain alkenyl group optionally having substituents for R′ 201 are other than those described above.
  • a cyclic group which may have a substituent or a chain alkyl group which may have a substituent, the same as the acid dissociable group represented by the above formula (a1-r-2) is also mentioned.
  • R′ 201 is preferably an optionally substituted cyclic group, more preferably an optionally substituted cyclic hydrocarbon group. More specifically, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane; -SO 2 -containing cyclic groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are preferred.
  • R 201 to R 203 , R 206 to R 207 , and R 211 to R 212 are mutually bonded to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
  • a sulfur atom, an oxygen atom, a hetero atom such as a nitrogen atom, a carbonyl group, -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )-(
  • the R 3 N is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.).
  • one ring containing a sulfur atom in the formula in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring including a sulfur atom, particularly a 5- to 7-membered ring. preferable.
  • the ring formed include a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a tetrahydrothiophenium ring, a tetrahydrothio A pyranium ring etc. are mentioned.
  • R 208 to R 209 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. may form a ring.
  • R 210 is an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted SO 2 -containing It is a cyclic group.
  • the aryl group for R 210 includes an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the alkyl group for R 210 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the alkenyl group for R 210 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • the SO 2 -containing cyclic group optionally having a substituent for R 210 is preferably a "-SO 2 -containing polycyclic group" represented by the above general formula (a5-r-1). groups are more preferred.
  • Each Y 201 independently represents an arylene group, an alkylene group or an alkenylene group.
  • the arylene group for Y 201 is obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R' 201 in the above general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7). groups.
  • the alkylene group and alkenylene group for Y 201 are the groups exemplified as the chain alkyl group and chain alkenyl group for R' 201 in the above general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7). A group obtained by removing one hydrogen atom from is mentioned.
  • W 201 is a (x+1)-valent, ie divalent or trivalent linking group.
  • the divalent linking group for W 201 is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and has a substituent similar to Va x0 in the above general formula (a0-1). can be exemplified by a divalent hydrocarbon group.
  • the divalent linking group in W 201 may be linear, branched or cyclic, preferably cyclic. Among them, a group in which two carbonyl groups are combined at both ends of an arylene group is preferable.
  • the arylene group includes a phenylene group, a naphthylene group and the like, and a phenylene group is particularly preferred.
  • the trivalent linking group for W 201 includes a group obtained by removing one hydrogen atom from the divalent linking group for W 201 , a group obtained by further bonding the divalent linking group to the divalent linking group, and the like. mentioned.
  • the trivalent linking group for W 201 is preferably a group in which two carbonyl groups are bonded to an arylene group.
  • Suitable cations represented by the formula (ca-1) specifically include cations represented by the following chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-66).
  • g1, g2 and g3 represent the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, g2 is an integer of 0 to 20, and g3 is an integer of 0 to 20. ]
  • R′′ 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is the same as those exemplified as the substituents that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have. is.
  • Suitable cations represented by the formula (ca-2) include diphenyliodonium cations, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cations, and the like.
  • Suitable cations represented by formula (ca-3) above specifically include cations represented by formulas (ca-3-1) to (ca-3-6) below.
  • Suitable cations represented by formula (ca-4) above specifically include cations represented by formulas (ca-4-1) to (ca-4-2) below.
  • Suitable cations represented by formula (ca-5) include cations represented by the following general formulas (ca-5-1) to (ca-5-3).
  • the cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by the general formula (ca-1) or a cation represented by the general formula (ca-2), and a cation represented by the general formula (ca -1) is more preferred.
  • the compound (D0) is preferably a compound represented by the following formula (d0-1-1).
  • X 0 , R m , nd1 and nd2 are the same as X 0 , R m , nd1 and nd2 in the formula (d0-1).
  • R 201 to R 203 are the same as R 201 to R 203 in formula (ca-1) above. ]
  • the component (D0) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (D0) is preferably 0.5 to 25 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A1). is more preferable, and 1.5 to 15 parts by mass is even more preferable.
  • the content of the component (D0) is at least the lower limit of the above preferable range, the sensitivity is further enhanced in resist pattern formation, and the effect of suppressing film reduction and etching resistance are further improved.
  • it is equal to or less than the upper limit of the preferable range when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, a uniform solution can be easily obtained, and the storage stability of the resist composition is further enhanced.
  • the resist composition of this embodiment may further contain other components in addition to the components (A) and (D0) described above.
  • Other components include, for example, the following components (B), (D), (E), (F), and (S).
  • the resist composition of the present embodiment further contains an acid generator component (B) (hereinafter referred to as "component (B)”) that generates acid upon exposure. good too.
  • component (B) is not particularly limited, and those hitherto proposed as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used. Examples of such acid generators include onium salt-based acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonate-based acid generators; Acid generators: nitrobenzylsulfonate-based acid generators, iminosulfonate-based acid generators, disulfone-based acid generators and the like.
  • onium salt acid generator for example, a compound represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”), represented by general formula (b-2)
  • component (b-2) A compound (hereinafter also referred to as “(b-2) component”) or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “(b-3) component”) can be mentioned.
  • R 101 and R 104 to R 108 are each independently an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or a substituted It is a chain alkenyl group that may be R 104 and R 105 may combine with each other to form a ring structure.
  • R 102 is a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorine atom.
  • Y 101 is a divalent linking group or single bond 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 is an integer of 1 or more, and M'm+ is an m-valent onium cation.
  • R 101 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or a substituent is a chain alkenyl group which may have
  • 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.
  • An aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
  • the aromatic hydrocarbon group for R 101 is a hydrocarbon group having an aromatic ring.
  • the number of carbon atoms in the aromatic hydrocarbon group is preferably 3 to 30, more preferably 5 to 30, still more preferably 5 to 20, particularly preferably 6 to 15, most preferably 6 to 10. .
  • the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituent.
  • Specific examples of the aromatic ring of the aromatic hydrocarbon group for R 101 include benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a portion of carbon atoms constituting these aromatic rings substituted with heteroatoms. Aromatic heterocycle etc. are mentioned.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group for R 101 include a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic ring (aryl group: e.g., phenyl group, naphthyl group, etc.), and one hydrogen atom of the aromatic ring is alkylene groups substituted with groups (for example, arylalkyl groups such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group and a 2-naphthylethyl group), and the like.
  • the alkylene group (the alkyl chain in the arylalkyl group) preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure.
  • the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group that is linear or branched. Examples thereof include a group bonded to the end of a chain aliphatic hydrocarbon group and a group in which an alicyclic hydrocarbon group intervenes in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
  • the monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane.
  • 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 one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
  • the polycycloalkanes include polycycloalkanes having a bridged ring system polycyclic skeleton such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having a steroid skeleton; Polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of are more preferred.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from monocycloalkane or polycycloalkane, more preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from polycycloalkane.
  • Preferred are an adamantyl group and a norbornyl group, and most preferred is an adamantyl group.
  • the linear aliphatic hydrocarbon group which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group, preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms. , 1-3 are most preferred.
  • a straight-chain alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [ --CH.sub.2-- ], an ethylene group [--( CH.sub.2 ) .sub.2-- ], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -] and the like.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group which may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group, preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, and still more preferably 3 or 4. , 3 are most preferred.
  • the branched aliphatic hydrocarbon group is preferably a branched alkylene group, and specifically, -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 - and other alkylmethylene groups;- 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 Alkylethylene groups such as CH 3 ) 2 -CH 2 -; alkyltrimethylene groups such as -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 - and -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylalky
  • the cyclic hydrocarbon group for R 101 may contain a heteroatom such as a heterocyclic ring.
  • * represents a bond that binds to Y 101 in formula (b-1).
  • substituents on the cyclic group of R 101 include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, hydroxyl groups, carbonyl groups, nitro groups and the like.
  • the alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, most preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group.
  • the alkoxy group as a substituent is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group.
  • a methoxy group and an ethoxy group are most preferred.
  • a halogen atom as a substituent includes a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
  • halogenated alkyl groups examples include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, tert-butyl, etc., in which some or all of the hydrogen atoms are Groups substituted with the aforementioned halogen atoms are included.
  • a carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group ( --CH.sub.2-- ) constituting a cyclic hydrocarbon group.
  • the cyclic hydrocarbon group for R 101 may be a condensed cyclic group containing a condensed ring in which an aliphatic hydrocarbon ring and an aromatic ring are condensed.
  • the condensed ring include a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a bridged ring system condensed with one or more aromatic rings.
  • Specific examples of the bridged ring system polycycloalkanes include bicycloalkanes such as bicyclo[2.2.1]heptane (norbornane) and bicyclo[2.2.2]octane.
  • condensed ring system a group containing a condensed ring in which two or three aromatic rings are condensed to a bicycloalkane is preferable, and two or three aromatic rings are condensed to a bicyclo[2.2.2]octane. Groups containing condensed rings are more preferred.
  • Specific examples of the condensed cyclic group for R 101 include those represented by the following formulas (r-br-1) to (r-br-2). In the formula, * represents a bond that bonds to Y 101 in formula (b-1).
  • Substituents that the condensed cyclic group in R 101 may have include, for example, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an aromatic hydrocarbon group, and an alicyclic group.
  • a cyclic hydrocarbon group and the like can be mentioned.
  • Examples of the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as the substituent of the condensed cyclic group are the same as those exemplified as the substituent of the cyclic group for R 101 above.
  • aromatic hydrocarbon group as a substituent of the condensed cyclic group
  • aromatic hydrocarbon group examples include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic ring (aryl group: for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), Groups one of which is substituted with an alkylene group (e.g., arylalkyl groups such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthylmethyl, 1-naphthylethyl, and 2-naphthylethyl groups), the above and heterocyclic groups represented by chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), respectively.
  • aryl group for example, phenyl group, naphthyl group, etc.
  • alkylene group e.g., arylalkyl groups such as benzyl, phenethyl, 1-naphthylmethyl, 2-naphthy
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group as a substituent of the condensed cyclic group include groups obtained by removing one hydrogen atom from monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane; adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetra A group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane such as cyclododecane; a lactone-containing cyclic group represented by each of the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7); —SO 2 —containing cyclic groups respectively represented by (a5-r-1) to (a5-r-4); Heterocyclic groups such as
  • a chain alkyl group which may have a substituent may be linear or branched.
  • the linear alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 10 carbon atoms.
  • the branched-chain alkyl group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 15 carbon atoms, and most preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • 1-methylethyl group 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group and the like.
  • a chain alkenyl group which may have a substituent may be either linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, even more preferably 2 to 4, 3 is particularly preferred.
  • linear alkenyl groups include vinyl groups, propenyl groups (allyl groups), and butynyl groups.
  • Examples of branched alkenyl groups include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group and the like.
  • the chain alkenyl group is preferably a linear alkenyl group, more preferably a vinyl group or a propenyl group, and particularly preferably a vinyl group.
  • substituents on the linear alkyl group or alkenyl group for R 101 include an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, an amino group, a cyclic group for R 101 above, and the like. mentioned.
  • R 101 is preferably an optionally substituted cyclic group, more preferably an optionally substituted cyclic hydrocarbon group. More specifically, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a phenyl group, a naphthyl group, or a polycycloalkane; represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) Lactone-containing cyclic groups: —SO 2 —-containing cyclic groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are preferred.
  • Y 101 is a divalent linking group containing a single bond or an oxygen atom.
  • Y 101 may contain an atom other than an oxygen atom.
  • Atoms other than an oxygen atom include, for example, a carbon atom, a hydrogen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
  • a sulfonyl group ( --SO.sub.2-- ) may be further linked to this combination.
  • Such a divalent linking group containing an oxygen atom includes, for example, linking groups represented by the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7).
  • R 101 in the formula (b-1) is bound to the following general formulas (y-al-1) to It is V' 101 in (y-al-7).
  • V′ 101 is a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms
  • V′ 102 is a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • the divalent saturated hydrocarbon group for V' 102 is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and 1 to 5 carbon atoms. is more preferably an alkylene group of
  • the alkylene group for V' 101 and V' 102 may be a straight-chain alkylene group or a branched alkylene group, and a straight-chain alkylene group is preferred.
  • Specific examples of the alkylene group for V' 101 and V' 102 include a 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 - and other alkylmethylene groups; ethylene groups [-CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 ) Alkylethylene groups such as CH 2 -; trim
  • part of the methylene groups in the alkylene group in 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 a cyclic aliphatic hydrocarbon group ( monocyclic aliphatic hydrocarbon group, polycyclic aliphatic hydrocarbon group ) with one more hydrogen atom removed, and more preferably a cyclohexylene group, a 1,5-adamantylene group or a 2,6-adamantylene group.
  • Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5), respectively. Linking groups are more preferred.
  • 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 in the alkylene group for V 101 are substituted with fluorine atoms.
  • V 101 is preferably a single bond or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • 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, more preferably a fluorine atom.
  • anion moiety represented by the formula (b-1) include fluorinated alkylsulfonate anions such as trifluoromethanesulfonate anions and perfluorobutanesulfonate anions when Y 101 is a single bond. ; when Y 101 is a divalent linking group containing an oxygen atom, examples thereof include anions represented by any of the following formulas (an-1) to (an-3).
  • R′′ 101 is an optionally substituted aromatic cyclic group, an optionally substituted aliphatic cyclic group, the above chemical formulas (r-hr-1) to (r -hr-6), a fused cyclic group represented by the above formula (r-br-1) or (r-br-2), or a substituent R′′ 102 is an optionally substituted aliphatic cyclic group represented by the above formula (r-br-1) or (r-br-2) a condensed cyclic group, a lactone-containing cyclic group represented by each of the general formulas (a2-r-1), (a2-r-3) to (a2-r-7), or the general formula (a5- —SO 2 —containing cyclic groups represented by r-1) to (a5-r-4) respectively.
  • R′′ 103 is an optionally substituted aromatic cyclic group, an optionally substituted aliphatic cyclic group, or an optionally substituted chain alkenyl group.
  • V′′ 101 is a single bond, an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, or a fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Each v′′ is independently an integer of 0 to 3
  • each q′′ is independently an integer of 0 to 20, and n′′ is 0 or 1.
  • the optionally substituted aliphatic cyclic groups of R′′ 101 , R′′ 102 and R′′ 103 are the groups exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
  • substituents include the same substituents that may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
  • the optionally substituted aromatic cyclic group for R′′ 101 and R′′ 103 is the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for the cyclic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1). is preferably Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the aromatic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
  • the optionally substituted chain alkyl group for R′′ 101 is preferably a group exemplified as the chain alkyl group for R 101 in the formula (b-1).
  • the optionally substituted chain alkenyl group for R′′ 103 is preferably a group exemplified as the chain alkenyl group for R 101 in the formula (b-1).
  • R 104 and R 105 are each independently a cyclic group which may have a substituent, a chain which may have a substituent or a chain alkenyl group which may have a substituent, examples of which are the same as those for R 101 in formula (b-1). However, R 104 and R 105 may combine with each other to form a ring.
  • R 104 and R 105 are preferably a chain alkyl group which may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group, or a linear or branched fluorinated alkyl group. is more preferred.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, still more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms in the chain alkyl groups of R 104 and R 105 is preferably as small as possible within the above range of the number of carbon atoms, for reasons such as good solubility in resist solvents.
  • the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms the stronger the acid strength. It is preferable because it improves the transparency.
  • the proportion of fluorine atoms in the chain alkyl group is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%, and most preferably all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
  • V 102 and V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, each of which is the same as V 101 in formula (b-1) mentioned.
  • L 101 and L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom.
  • R 106 to R 108 are each independently a cyclic group optionally having a substituent, a chain optionally having a substituent or a chain alkenyl group which may have a substituent, examples of which are the same as those for R 101 in formula (b-1).
  • L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 -.
  • the anion of component (b-1) is preferable as the anion portion of component (B).
  • anions represented by any one of the above general formulas (an-1) to (an-3) are more preferable, and represented by either general formula (an-1) or (an-2) Anions are more preferred, and anions represented by general formula (an-1) are particularly preferred.
  • M′ m+ represents an m-valent onium cation.
  • sulfonium cations and iodonium cations are preferred.
  • m is an integer of 1 or more.
  • Preferred cation moieties include organic cations represented by the above formulas (ca-1) to (ca-5). Among them, the cation portion ((M′ m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by general formula (ca-1).
  • the component (B) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the component (B) in the resist composition is preferably less than 50 parts by mass and 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A1). is more preferable, 2 to 30 parts by mass is more preferable, and 3 to 25 parts by mass is particularly preferable.
  • the resist composition of the present embodiment may further contain a base component that traps acid generated by exposure (that is, controls acid diffusion).
  • the base component examples include photodegradable base (D1) (hereinafter referred to as “(D1) component”) that decomposes upon exposure to lose acid diffusion controllability, nitrogen-containing organic compounds that do not fall under the (D1) component ( D2) (hereinafter referred to as “(D2) component”) and the like.
  • the photodegradable base (component (D1)) is preferable because it tends to enhance the roughness reduction property. Further, by containing the component (D1), it becomes easier to improve both the characteristics of increasing the sensitivity and suppressing the occurrence of coating defects.
  • Each of the (D0) component, (D1) component and (D2) component acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure in the resist composition, and is a base component (hereinafter " (D) (also referred to as “component”).
  • (D) also referred to as “component”.
  • the proportion of component (D0) in the total component (D) is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. be.
  • the proportion of component (D0) in the entire component (D) may be 100% by mass.
  • the (D1) component is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure and loses the acid diffusion controllability, and is a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter "( 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 “component (d1-3)"). At least one compound selected from the group consisting of is preferred.
  • Components (d1-1) to (d1-3) do not act as quenchers because they decompose in the exposed areas of the resist film and lose acid diffusion controllability (basicity), and quench in the unexposed areas of the resist film. Acts as a char.
  • Rd 1 to Rd 4 are a cyclic group optionally having a substituent, a chain alkyl group optionally having a substituent, or a chain alkenyl group optionally having a substituent is. However, it is assumed that no fluorine atom is bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 in formula (d1-2).
  • Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
  • m is an integer of 1 or more, and each M m+ is independently an m-valent organic cation.
  • Rd 1 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted cyclic group. It is a good chain-like alkenyl group, and includes the same groups as R' 201 in the above general formulas (ca-r-1) to (ca-r-7). Among these, Rd 1 is an optionally substituted aromatic hydrocarbon group, an optionally substituted aliphatic cyclic group, or an optionally substituted chain-like Alkyl groups are preferred.
  • substituents that these groups may have include a hydroxyl group, an oxo group, an alkyl group, an aryl group, a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, and general formulas (a2-r-1) to (a2-r- 7), lactone-containing cyclic groups, ether bonds, ester bonds, or combinations thereof.
  • a2-r-1 to (a2-r- 7) lactone-containing cyclic groups
  • ether bonds ether bonds
  • ester bonds or combinations thereof.
  • substituents in this case are represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5), respectively. is preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group or chain alkyl group in Rd 1 is represented by the above general formulas (y-al-1) to (y-al-7) as substituents.
  • an aliphatic cyclic group or V′ 101 in the general formulas (y-al-1) to (y-al-7) is bonded to the carbon atoms constituting the chain alkyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, and a polycyclic structure containing a bicyclooctane skeleton (a polycyclic structure consisting of a bicyclooctane skeleton and a ring structure other than this). More preferably, the aliphatic cyclic group is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group and octyl group.
  • nonyl group linear alkyl group such as decyl group; 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1- Examples include branched chain alkyl groups such as ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, and 4-methylpentyl.
  • the chain alkyl group is a fluorinated alkyl group having a fluorine atom or a fluorinated alkyl group as a substituent
  • the number of carbon atoms in the fluorinated alkyl group is preferably 1 to 11, more preferably 1 to 8, 1 to 4 are more preferred.
  • the fluorinated alkyl group may contain atoms other than fluorine atoms. Atoms other than a fluorine atom include, for example, an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like.
  • Rd 1 is preferably a chain alkyl group which may have a substituent, more preferably a chain alkyl group having at least a fluorine atom as a substituent.
  • a chain alkyl group having a fluorine atom and a hydroxy group as the group is more preferable.
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • the same cations as those represented by the general formulas (ca-1) to (ca-5) are preferably exemplified, and represented by the general formula (ca-1).
  • Cations are more preferred, and cations represented by formulas (ca-1-1) to (ca-1-66) are even more preferred.
  • Component (d1-1) may be used alone or in combination of two or more.
  • Rd 2 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted cyclic group. It is a good chain alkenyl group, and examples thereof are the same as those described above for R'201 .
  • the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 is not bonded to a fluorine atom (not fluorine-substituted).
  • the anion of component (d1-2) becomes a moderately weak acid anion, and the quenching ability of component (D) is improved.
  • Rd 2 is preferably a chain alkyl group optionally having a substituent or an aliphatic cyclic group optionally having a substituent, and an aliphatic ring optionally having a substituent More preferably, it is a formula group.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the aliphatic cyclic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. (optionally having a substituent); is more preferably a group from which a hydrogen atom is removed.
  • the hydrocarbon group of Rd 2 may have a substituent, and examples of the substituent include the hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon group, aliphatic cyclic group , a chain alkyl group) may have the same substituents.
  • camphorsulfonate anions are preferred as the anion moiety of the component (d1-2).
  • M m+ is an m-valent organic cation and is the same as M m+ in formula (d1-1).
  • Component (d1-2) may be used alone or in combination of two or more.
  • Rd 3 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted cyclic group. It is a good chain alkenyl group, and includes the same groups as those described above for R' 201 , preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among them, a fluorinated alkyl group is preferred, and the same fluorinated alkyl group as Rd 1 is more preferred.
  • Rd 4 is an optionally substituted cyclic group, an optionally substituted chain alkyl group, or an optionally substituted chain It is an alkenyl group, and examples thereof are the same as those described above for R'201 . Among them, an optionally substituted alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, and cyclic group are preferred.
  • the alkyl group for Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like.
  • a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group of Rd4 may be substituted with a hydroxyl group, a cyano group, or the like.
  • the alkoxy group for Rd 4 is preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, Examples include n-butoxy group and tert-butoxy group. Among them, a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
  • the alkenyl group for Rd 4 includes the same alkenyl groups as those for R' 201 , preferably vinyl, propenyl (allyl), 1-methylpropenyl and 2-methylpropenyl groups. These groups may further have an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
  • the cyclic group for Rd 4 includes the same cyclic group as the cyclic group for R' 201 , and one or more selected from cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane. or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group.
  • cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group.
  • Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group for Yd 1 is not particularly limited, but may be a divalent hydrocarbon group (aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) optionally having a substituent, a bivalent heteroatom-containing and the like. These are respectively the divalent hydrocarbon group optionally having a substituent, the heteroatom-containing 2
  • Yd 1 is preferably a carbonyl group, an ester bond, an amide bond, an alkylene group, or a combination thereof.
  • the alkylene group is more preferably a linear or branched alkylene group, more preferably a methylene group or an ethylene group.
  • M m+ is an m-valent organic cation and is the same as M m+ in formula (d1-1).
  • Component (d1-3) may be used alone or in combination of two or more.
  • any one of the above components (d1-1) to (d1-3) may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the content of the component (D1) in the resist composition is preferably 0.5 to 20 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A1). 15 parts by mass is more preferable, and 3 to 10 parts by mass is even more preferable.
  • the content of component (D1) is at least the preferred lower limit, particularly good lithography properties and resist pattern shape can be easily obtained. On the other hand, if it is equal to or less than the upper limit, the sensitivity can be maintained well, and the throughput is also excellent.
  • (D1) Component manufacturing method The method for producing the components (d1-1) and (d1-2) is not particularly limited, and they can be produced by known methods. In addition, the method for producing component (d1-3) is not particularly limited, and for example, it is produced in the same manner as the method described in US2012-0149916.
  • Component (D2) may contain a nitrogen-containing organic compound component (hereinafter referred to as "component (D2)") that does not correspond to component (D1) above.
  • Component (D2) is not particularly limited as long as it acts as an acid diffusion control agent and does not correspond to component (D1), and any known component may be used.
  • aliphatic amines are preferable, and among these, secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are more preferable.
  • Aliphatic amines are amines having one or more aliphatic groups, which preferably have from 1 to 12 carbon atoms.
  • Aliphatic amines include amines (alkylamines or alkylalcohol amines) in which at least one hydrogen atom of ammonia NH3 is substituted with an alkyl or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms, or cyclic amines.
  • alkylamines and alkylalcoholamines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine and n-decylamine; - dialkylamines such as n-heptylamine, di-n-octylamine, dicyclohexylamine; trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, tri-n-pentylamine, tri-n-hexylamine , tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri-n-nonylamine, tri-n-decylamine, tri-n-dodecylamine; diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, trialkylamine; Alkyl alcohol amines such as isopropanolamine, di-n-n
  • Cyclic amines include, for example, heterocyclic compounds containing a nitrogen atom as a heteroatom.
  • the heterocyclic compound may be monocyclic (aliphatic monocyclic amine) or polycyclic (aliphatic polycyclic amine).
  • Specific examples of aliphatic monocyclic amines include piperidine and piperazine.
  • As the aliphatic polycyclic amine those having 6 to 10 carbon atoms are preferable. 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 and the like.
  • aliphatic amines include tris(2-methoxymethoxyethyl)amine, tris ⁇ 2-(2-methoxyethoxy)ethyl ⁇ amine, 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-hydroxy ethoxy)ethoxy ⁇ ethyl]amine, triethanolamine triacetate and the like, and triethanolamine triacetate is preferred.
  • Aromatic amines include 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine and the like.
  • the (D2) component is preferably an alkylamine, more preferably a trialkylamine having 5 to 10 carbon atoms.
  • the (D2) component may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of the component (D2) in the resist composition is preferably 0.01 to 5 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the component (A1). 1 to 5 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 5 parts by mass is even more preferable.
  • the content of the component (D2) is at least the preferred lower limit, particularly good lithography properties and resist pattern shape are likely to be obtained. On the other hand, if it is equal to or less than the upper limit, the sensitivity can be maintained well, and the throughput is also excellent.
  • the resist composition of the present embodiment contains, as optional components, an organic carboxylic acid and a phosphorus oxoacid and its derivatives for the purpose of preventing deterioration in sensitivity and improving resist pattern shape, storage stability over time, and the like.
  • At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as "component (E)") can be contained.
  • organic carboxylic acids include acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, salicylic acid and the like, with salicylic acid being preferred.
  • Phosphorus oxoacids include phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, etc. Among these, phosphonic acid is particularly preferred.
  • Examples of the oxoacid derivative of phosphorus include esters obtained by substituting a hydrogen atom of the above oxoacid with a hydrocarbon group.
  • Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, 6 to 15 aryl groups and the like.
  • Derivatives of phosphoric acid include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphate and diphenyl phosphate.
  • Phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as dimethyl phosphonic acid, di-n-butyl phosphonic acid, phenylphosphonic acid, diphenyl phosphonic acid and dibenzyl phosphonic acid.
  • Phosphinic acid derivatives include phosphinic acid esters and phenylphosphinic acid.
  • the component (E) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (E) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, preferably 0.05 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A1). is more preferred.
  • the resist composition of the present embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as "component (F)") in order to impart water repellency to the resist film or improve lithography properties.
  • component (F) for example, JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, JP-A-2011-128226.
  • component (F) include polymers having a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1).
  • this polymer examples include a polymer (homopolymer) consisting only of a structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a copolymer of the structural unit (f1) and the structural unit (a1). it is preferably a copolymer of the structural unit (f1), a structural unit derived from acrylic acid or methacrylic acid, and the structural unit (a1), and the structural unit (f1) and the structural unit (a1) It is more preferably a copolymer with.
  • the structural unit (a1) to be copolymerized with the structural unit (f1) a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate, 1-methyl-1-adamantyl ( Structural units derived from meth)acrylate are preferred, and structural units derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate are more preferred.
  • R is the same as defined above, and Rf 102 and Rf 103 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. and Rf 102 and Rf 103 may be the same or different.
  • nf1 is an integer from 0 to 5
  • Rf101 is an organic group containing a fluorine atom.
  • R bonded to the ⁇ -position carbon atom is the same as described above.
  • R is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • a fluorine atom is preferable as the halogen atom for Rf102 and Rf103 .
  • 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 as the above R, and a methyl group or an ethyl group is preferable.
  • halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 , specifically, a group in which some or all of the hydrogen atoms in the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms. is mentioned.
  • a fluorine atom is preferable as the halogen atom.
  • Rf 102 and Rf 103 are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, or an ethyl group, and still more preferably a hydrogen atom.
  • nf1 is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, more preferably 1 or 2.
  • Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, preferably a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
  • the hydrocarbon group containing a fluorine atom may be linear, branched or cyclic, and preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. More preferably, one having 1 to 10 carbon atoms is particularly preferred.
  • 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are preferably fluorinated, more preferably 50% or more are fluorinated, and 60% or more are Fluorination is particularly preferred because the hydrophobicity of the resist film during immersion exposure increases.
  • Rf 101 is more preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, such as a trifluoromethyl 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 3 are particularly preferred.
  • the weight-average molecular weight (Mw) of component (F) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 40,000, and most preferably 10,000 to 30,000. When it is at most the upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is at least the lower limit of this range, the resist film has good water repellency.
  • the dispersity (Mw/Mn) of component (F) is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 3.0, and most preferably 1.0 to 2.5.
  • the component (F) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (F) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A1). Part is more preferred.
  • the resist composition of the present embodiment can be produced by dissolving a resist material in an organic solvent component (hereinafter referred to as "(S) component").
  • component (S) component any component that can dissolve each component to be used and form a uniform solution can be used. It can be selected and used.
  • component (S) include lactones such as ⁇ -butyrolactone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol.
  • polyhydric alcohols such as dipropylene glycol; compounds having an ester bond such as ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, or dipropylene glycol monoacetate; Derivatives of polyhydric alcohols such as compounds having an ether bond such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether and other monoalkyl ethers or monophenyl ethers of compounds [among these, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (PGME) are preferred]; cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate (EL), methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate , methyl methoxypropionate, ethyl ethoxyprop
  • the (S) component may be used singly or as a mixed solvent of two or more.
  • PGMEA, PGME, ⁇ -butyrolactone, EL, and cyclohexanone are preferred.
  • a mixed solvent obtained by mixing PGMEA and a polar solvent is also preferable as the component (S).
  • the blending ratio (mass ratio) thereof may be appropriately determined in consideration of compatibility between PGMEA and the polar solvent, etc., preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. It is preferable to be within the range. More specifically, when EL or cyclohexanone is blended as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL or cyclohexanone is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. .
  • the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, still more preferably 3:7 to 7: 3.
  • a mixed solvent of PGMEA, PGME and cyclohexanone is also preferred.
  • a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and ⁇ -butyrolactone is also preferable.
  • the mass ratio of the former to the latter is preferably 70:30 to 95:5.
  • the amount of the component (S) to be used is not particularly limited, and is appropriately set according to the coating film thickness at a concentration that can be applied to the substrate or the like.
  • the component (S) is generally used so that the resist composition has a solid content concentration of 0.1 to 20 mass %, preferably 0.2 to 15 mass %.
  • the resist composition of the present invention further optionally contains miscible additives such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents to improve the performance of the resist film. , dyes, etc. can be added and contained as appropriate.
  • miscible additives such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents to improve the performance of the resist film. , dyes, etc. can be added and contained as appropriate.
  • the resist composition of the present embodiment after dissolving the resist material in the (S) component, impurities and the like may be removed using a polyimide porous film, a polyamideimide porous film, or the like.
  • the resist composition may be filtered using a filter composed of a polyimide porous membrane, a filter composed of a polyamideimide porous membrane, a filter composed of a polyimide porous membrane and a polyamideimide porous membrane, or the like.
  • the polyimide porous film and the polyamideimide porous film include those described in JP-A-2016-155121.
  • the resist composition of this embodiment described above contains the resin component (A1) ((A1) component) having the structural unit (a0) and the compound (D0) ((D0) component). With the further miniaturization of patterns, the thickness of resist films is being reduced. On the other hand, resist materials are further required to have improved etching resistance when etching is performed using a resist pattern as a mask, and to have higher sensitivity to radiation.
  • sensitivity to radiation such as EUV and EB is enhanced by employing the (D0) component having an anion moiety containing a bromine atom or an iodine atom.
  • the use of the (A1) component having the structural unit (a0) containing the aromatic carboxylic acid ester structure improves the resistance in the etching process.
  • the synergistic effect of the combined use of the component (D0) and the component (A1) further increases the insolubility of the unexposed areas of the resist film, suppressing film loss after development. It is considered that
  • a method for forming a resist pattern according to a second aspect of the present invention comprises the steps of forming a resist film on a support using the resist composition according to the first aspect of the present invention described above, and exposing the resist film to light. and developing the resist film after the exposure to form a resist pattern.
  • a resist pattern forming method includes, for example, a resist pattern forming method performed as follows.
  • the resist composition of the above-described embodiment is applied onto a support with a spinner or the like, and is then baked (post-apply bake (PAB)) at a temperature of, for example, 80 to 150° C. for 40 to 120 seconds, preferably. is applied for 60 to 90 seconds to form a resist film.
  • the resist film is exposed to light through a mask having a predetermined pattern (mask pattern) using an exposure apparatus such as an electron beam lithography apparatus or an ArF exposure apparatus, or an electron beam that does not pass through a mask pattern.
  • an exposure apparatus such as an electron beam lithography apparatus or an ArF exposure apparatus, or an electron beam that does not pass through a mask pattern.
  • bake (post-exposure bake (PEB)) treatment is performed, for example, at a temperature of 80 to 150° C.
  • the resist film is developed.
  • the developing process is carried out using an alkaline developer in the case of the alkali development process, and using a developer containing an organic solvent (organic developer) in the case of the solvent development process.
  • Rinsing treatment is preferably performed after the development treatment.
  • the rinsing treatment water rinsing using pure water is preferable in the case of the alkali developing process, and a rinsing solution containing an organic solvent is preferably used in the case of the solvent developing process.
  • a processing for removing the developer or the rinsing liquid adhering to the pattern with a supercritical fluid may be performed.
  • drying is performed.
  • baking treatment post-baking
  • a resist pattern can be formed.
  • the support is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. Examples thereof include a substrate for electronic parts and a substrate having a predetermined wiring pattern formed thereon. More specifically, silicon wafers, metal substrates such as copper, chromium, iron, and aluminum substrates, glass substrates, and the like can be used. As a material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold or the like can be used. Further, the support may be one in which an inorganic and/or organic film is provided on the substrate as described above. Inorganic films include inorganic antireflection coatings (inorganic BARC). Examples of organic films include organic antireflection coatings (organic BARC) and organic films such as a lower layer organic film in a multilayer resist method.
  • inorganic BARC inorganic antireflection coatings
  • organic BARC organic antireflection coatings
  • organic films such as a lower layer organic film in a multilayer resist method.
  • the multi-layer resist method means that at least one layer of organic film (lower layer organic film) and at least one layer of resist film (upper layer resist film) are provided on a substrate, and a resist pattern formed on the upper layer resist film is used as a mask. It is a method of patterning a lower layer organic film, and is said to be capable of forming a pattern with a high aspect ratio. That is, according to the multi-layer resist method, since the required thickness can be secured by the underlying organic film, the resist film can be made thinner, and fine patterns with a high aspect ratio can be formed.
  • the multilayer resist method basically includes a method of forming a two-layer structure of an upper resist film and a lower organic film (two-layer resist method), and a method of forming one or more intermediate layers between the upper resist film and the lower organic film. (three-layer resist method) and a method of forming a multi-layered structure of three or more layers (metal thin film, etc.).
  • the wavelength used for exposure is not particularly limited, and includes ArF excimer laser, KrF excimer laser, F2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-rays, soft X-rays, and the like. It can be done with radiation.
  • the resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, more highly useful for ArF excimer laser, EB or EUV, and more useful for EB or EUV. Especially expensive. That is, the resist pattern forming method of the present embodiment is a particularly useful method when the step of exposing the resist film includes an operation of exposing the resist film to EUV (extreme ultraviolet) or EB (electron beam). .
  • the exposure method of the resist film may be normal exposure (dry exposure) carried out in an inert gas such as air or nitrogen, or may be liquid immersion lithography.
  • immersion exposure the space between the resist film and the lowest lens of the exposure device is filled in advance with a solvent (immersion medium) having a refractive index greater than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in this state. exposure method.
  • a solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film to be exposed is preferable.
  • the refractive index of such a solvent is not particularly limited as long as it is within the above range.
  • Examples of the solvent having a refractive index higher than that of air and lower than that of the resist film include water, fluorine-based inert liquids, silicon-based solvents, and hydrocarbon-based solvents.
  • fluorine-based inert liquids include fluorine - based compounds such as C3HCl2F5 , C4F9OCH3 , C4F9OC2H5 , and C5H3F7 as main components .
  • Examples include liquids, and those having a boiling point of 70 to 180°C are preferable, and those of 80 to 160°C are more preferable.
  • the fluorine-based inert liquid has a boiling point within the above range because the medium used for liquid immersion can be removed by a simple method after the exposure is completed.
  • a perfluoroalkyl compound in which all hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms is particularly preferable.
  • Specific examples of perfluoroalkyl compounds include perfluoroalkyl ether compounds and perfluoroalkylamine compounds.
  • the perfluoroalkyl ether compound includes perfluoro(2-butyl-tetrahydrofuran) (boiling point 102° C.), and the perfluoroalkylamine compound includes perfluorotributylamine ( boiling point 174°C).
  • Water is preferably used as the immersion medium from the viewpoints of cost, safety, environmental concerns, versatility, and the like.
  • Examples of the alkaline developer used for development processing in the alkaline development process include a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
  • the organic solvent contained in the organic developer used for development in the solvent development process may be any one capable of dissolving the component (A) (component (A) before exposure), and may be selected from known organic solvents. It can be selected as appropriate. Specific examples include polar solvents such as ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, nitrile-based solvents, amide-based solvents, ether-based solvents, and hydrocarbon-based solvents.
  • An alcoholic solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in its structure.
  • "Alcoholic hydroxyl group” means a hydroxyl group attached to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group.
  • a nitrile-based solvent is an organic solvent containing a nitrile group in its structure.
  • An amide-based solvent is an organic solvent containing an amide group in its structure.
  • Ether-based solvents are organic solvents containing C—O—C in their structure. Among organic solvents, there are also organic solvents that contain multiple types of functional groups that characterize the above solvents in their structures.
  • diethylene glycol monomethyl ether corresponds to both alcohol-based solvents and ether-based solvents in the above classification.
  • the hydrocarbon-based solvent is a hydrocarbon solvent that is composed of an optionally halogenated hydrocarbon and has no substituents other than halogen atoms. A fluorine atom is preferable as the halogen atom.
  • the organic solvent contained in the organic developer among the above, polar solvents are preferable, and ketone-based solvents, ester-based solvents, nitrile-based solvents, and the like are preferable.
  • ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, and methyl ethyl ketone.
  • methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferable as the ketone solvent.
  • ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol.
  • nitrile-based solvents examples include acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, and butyronitrile.
  • additives can be added to the organic developer as needed.
  • additives include surfactants.
  • the surfactant is not particularly limited, for example, ionic or nonionic fluorine-based and/or silicon-based surfactants can be used.
  • a nonionic surfactant is preferable, and a nonionic fluorine-based surfactant or a nonionic silicon-based surfactant is more preferable.
  • a surfactant When a surfactant is blended, its blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0.5% by mass, relative to the total amount of the organic developer. 5% by mass is more preferred.
  • the development treatment can be carried out by a known development method, for example, a method of immersing the support in a developer for a certain period of time (dip method), or a method in which the developer is piled up on the surface of the support by surface tension and remains stationary for a certain period of time. method (paddle method), method of spraying the developer onto the surface of the support (spray method), and application of the developer while scanning the developer dispensing nozzle at a constant speed onto the support rotating at a constant speed.
  • a continuous method dynamic dispensing method
  • the organic solvent contained in the rinsing solution used for the rinsing treatment after the development treatment in the solvent development process for example, among the organic solvents exemplified as the organic solvents used for the organic developer, those that hardly dissolve the resist pattern are appropriately selected.
  • the organic solvents exemplified as the organic solvents used for the organic developer those that hardly dissolve the resist pattern are appropriately selected.
  • at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents and ether solvents is used.
  • at least one selected from hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents and amide-based solvents is preferable, and at least one selected from alcohol-based solvents and ester-based solvents is preferable.
  • the alcohol-based solvent used in the rinse liquid is preferably a monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms, and the monohydric alcohol may be linear, branched or cyclic. Specific examples include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, and benzyl alcohol. be done. Among these, 1-hexanol, 2-heptanol and 2-hexanol are preferred, and 1-hexanol and 2-hexanol are more preferred.
  • any one of these organic solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Moreover, you may mix with organic solvents and water other than the above, and you may use it. However, considering development characteristics, the amount of water in the rinse solution is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and 3% by mass, relative to the total amount of the rinse solution. % or less is particularly preferred.
  • Known additives can be added to the rinse solution as needed. Examples of such additives include surfactants. Examples of surfactants include those mentioned above, preferably nonionic surfactants, more preferably nonionic fluorine-based surfactants or nonionic silicon-based surfactants. When a surfactant is blended, its blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and 0.01 to 0.5% by mass, relative to the total amount of the rinse liquid. % is more preferred.
  • the rinsing treatment (cleaning treatment) using the rinsing liquid can be performed by a known rinsing method.
  • the rinsing method includes, for example, a method of continuously applying the rinse solution onto the support rotating at a constant speed (rotation coating method), a method of immersing the support in the rinse solution for a given period of time (dip method), A method of spraying a rinsing liquid onto the support surface (spray method) and the like can be mentioned.
  • the etching resistance can be further improved, the sensitivity can be increased, and the pattern film reduction can be suppressed.
  • a resist pattern can be formed.
  • a polymer compound which is a resin component for a resist composition, was produced using the monomers shown below.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the obtained polymer compound (A1-1) were determined by GPC measurement (converted to standard polystyrene).
  • the copolymer composition ratio (proportion (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) of the obtained polymer compound (A1-1) was determined by carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy (600 MHz — 13 C-NMR). .
  • the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the obtained polymer compounds (A1-2) to (A1-4) were determined by GPC measurement (converted to standard polystyrene).
  • the copolymer composition ratio (proportion (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) was measured by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum ( 600 MHz_ 13 C-NMR).
  • Polymer compound (A1-2): weight average molecular weight (Mw) 6000, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.69, l/m 80/20 (molar ratio).
  • Polymer compound (A1-3): weight average molecular weight (Mw) 6200, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.70, l/m 60/40 (molar ratio).
  • Polymer compound (A1-4): weight average molecular weight (Mw) 6000, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.74, l/m 40/60 (molar ratio).
  • the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the obtained polymer compounds (A1-5) to (A1-9) were determined by GPC measurement (converted to standard polystyrene).
  • the copolymer composition ratio (ratio (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) was measured by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum ( 600 MHz_ 13 C-NMR).
  • Polymer compound (A1-7): weight average molecular weight (Mw) 6100, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.70, l/m 60/40 (molar ratio).
  • Polymer compound (A1-9): weight average molecular weight (Mw) 6100, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.73, l/m 60/40 (molar ratio).
  • the weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) of the obtained polymer compounds (A2-1) to (A2-3) were determined by GPC measurement (converted to standard polystyrene).
  • the obtained polymer compounds Polymer compounds (A2-1) to (A2-3) were analyzed for the copolymer composition ratio (proportion (molar ratio) of each structural unit in the structural formula) by carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum ( 600 MHz_ 13 C-NMR).
  • Polymer compound (A2-1): weight average molecular weight (Mw) 6200, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.73, l/m 60/40 (molar ratio).
  • Polymer compound (A2-2): weight average molecular weight (Mw) 6200, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.72, l/m 60/40 (molar ratio).
  • Polymer compound (A2-3): weight average molecular weight (Mw) 6300, molecular weight dispersity (Mw/Mn) 1.72, l/m 60/40 (molar ratio).
  • (D)-1 to (D)-5 Acid diffusion control agents composed of compounds represented by the following chemical formulas (D0-1) to (D0-5), respectively.
  • (D)-6 Acid diffusion control agent comprising a compound represented by the following chemical formula (D1-1).
  • ⁇ Formation of resist pattern> The resist composition of each example was applied onto an 8-inch silicon substrate treated with hexamethyldisilazane (HMDS) using a spinner, and prebaked (PAB) on a hot plate at a temperature of 110° C. for 60 seconds.
  • a resist film having a film thickness of 50 nm was formed by performing treatment and drying.
  • the resist film is subjected to a 1:1 line-and-space pattern (hereinafter referred to as " LS pattern”) was drawn (exposure). After that, a post-exposure bake (PEB) treatment was performed at 100° C. for 60 seconds. Next, alkaline development was performed at 23° C.
  • PEB post-exposure bake
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the resist compositions of Examples 1 to 19 have higher etching resistance and higher sensitivity than the resist compositions of Comparative Examples 1, 2, and 4, and have a pattern. It was confirmed that a resist pattern in which film thinning was suppressed could be formed. With respect to the resist composition of Comparative Example 3, the entire resist film was dissolved in the alkaline developer, and a resist pattern could not be formed (described as No Pattern in Table 3).

Abstract

一般式(a0-1)で表される構成単位を有する樹脂成分と、一般式(d0-1)で表される化合物とを含有するレジスト組成物を採用する。一般式(a0-1)中、R0は水素原子、アルキル基、ハロゲン原子又はハロゲン化アルキル基である。Vax0は、単結合又は2価の連結基;Waは、2価の芳香族炭化水素基;Va0は、2価の炭化水素基;na0は0~2の整数;Ra00は酸解離性基である。一般式(d0-1)中、X0は臭素原子又はヨウ素原子である。Rmはヒドロキシ基、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子である。nd1は1~5の整数;nd2は0~4の整数;Yd0は2価の連結基又は単結合である。Mm+はm価の有機カチオンを表す。mは1以上の整数である。

Description

レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
 本発明は、レジスト組成物及びレジストパターン形成方法に関する。
 本願は、2021年8月4日に日本に出願された、特願2021-128286号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
 近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。
 レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
 このような要求を満たすレジスト材料として、従来、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
 化学増幅型レジスト組成物においては、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。
 また、化学増幅型レジスト組成物において使用される酸発生剤としては、これまで多種多様なものが提案されている。例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤などが知られている。
 レジストパターンの形成においては、露光により酸発生剤成分から発生する酸の挙動がリソグラフィー特性に大きな影響を与える一要素とされる。
 これに対して、従来、露光により発生した酸の拡散を制御するため、特定構造を有する樹脂、又は特定構造を有する酸発生剤が採用されたレジスト組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 あるいは、従来、酸発生剤成分とともに、露光により該酸発生剤成分から発生する酸の拡散を制御する酸拡散制御剤を併有する化学増幅型レジスト組成物も提案されている。
特開2019-219470号公報
 今後、更なるパターンの微細化に伴ってレジスト膜の薄膜化が進み、レジスト材料においては、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行う際のエッチング耐性の向上がますます必要となる。加えて、パターンの微細化が進むにつれ、レジスト材料には、放射線に対する高感度化も求められる。さらに、パターン寸法が微細になるほど、現像によるレジスト膜未露光部の溶解(現像膜減り)が生じて、パターン残膜量が低下しやすくなる。これらの要求特性に対し、従来のレジスト組成物においては、更なる性能の向上が求められる。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、エッチング耐性をより高められるとともに、高感度化が図れ、かつ、パターンの膜減りが抑制されたレジスト組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することを課題とする。
 上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
 すなわち、本発明の第1の態様は、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分(A1)と、下記一般式(d0-1)で表される化合物(D0)と、を含有し、前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a0-1)で表される構成単位(a0)を有することを特徴とする、レジスト組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、Xは、臭素原子又はヨウ素原子である。Rは、ヒドロキシ基、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子である。nd1は、1~5の整数であり、nd2は、0~4の整数であり、1≦nd1+nd2≦5である。Ydは、2価の連結基又は単結合である。Mm+は、m価の有機カチオンを表す。mは、1以上の整数である。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Vax0は、単結合又は2価の連結基である。Waは、置換置を有してもよい2価の芳香族炭化水素基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na0は、0~2の整数である。Ra00は、酸解離性基である。]
 本発明の第2の態様は、支持体上に、前記第1の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
 本発明によれば、エッチング耐性をより高められるとともに、高感度化が図れ、かつ、パターンの膜減りが抑制されたレジスト組成物、及びこれを用いたレジストパターン形成方法を提供することができる。
 本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
 「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
 「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
 「ハロゲン原子」は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
 「置換基を有してもよい」と記載する場合、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
 「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
 「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物である。基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下「樹脂」、「高分子化合物」又は「ポリマー」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
 「誘導される構成単位」とは、炭素原子間の多重結合、例えば、エチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
 「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rαx)は、水素原子以外の原子又は基である。また、置換基(Rαx)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rαx)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
 以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルを、α置換アクリル酸エステルということがある。
 「誘導体」とは、対象化合物のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよい対象化合物の水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよい対象化合物に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位とは、特に断りがない限り、官能基と隣接した1番目の炭素原子のことをいう。
 ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、Rαxと同様のものが挙げられる。
 「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
 酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、例えば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
 極性基としては、例えばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(-SOH)等が挙げられる。
 酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(例えばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
 本明細書及び本特許請求の範囲において、化学式で表される構造によっては、不斉炭素が存在し、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在し得るものがある。その場合は一つの化学式でそれら異性体を代表して表す。それらの異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。
(レジスト組成物)
 本実施形態のレジスト組成物は、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するものである。
 本実施形態のレジスト組成物は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)(以下「(A)成分」ともいう)と、一般式(d0-1)で表される化合物(D0)(以下「(D0)」成分ともいう)と、を含有する。
 本実施形態のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、該レジスト膜の露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、該レジスト膜の未露光部では(A)成分の現像液に対する溶解性が変化しないため、該レジスト膜の露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、該レジスト組成物がポジ型の場合はレジスト膜露光部が溶解除去されてポジ型のレジストパターンが形成され、該レジスト組成物がネガ型の場合はレジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型のレジストパターンが形成される。本明細書においては、レジスト膜露光部が溶解除去されてポジ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をポジ型レジスト組成物といい、レジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をネガ型レジスト組成物という。
 本実施形態のレジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であってもよく、ネガ型レジスト組成物であってもよい。
 また、本実施形態のレジスト組成物は、レジストパターン形成時の現像処理にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像プロセス用であってもよく、該現像処理に有機系現像液を用いる溶剤現像プロセス用であってもよい。
 本実施形態のレジスト組成物は、露光により酸を発生する酸発生能を有するものであり、(A)成分が露光により酸を発生してもよく、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
 本実施形態のレジスト組成物は、具体的には、(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という)をさらに含有するものであってもよく、(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく、(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。 すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する高分子化合物であることが好ましい。このような高分子化合物としては、露光により酸を発生する構成単位を有する樹脂を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
 本実施形態のレジスト組成物は、上述した中でも上記(1)の場合であるものが好ましく、すなわち、(A)成分と、(D0)成分と、(B)成分と、を含有するレジスト組成物が好ましい。
<(A)成分>
 本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分(A1)(以下「(A1)成分」ともいう)を含む。(A1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても、良好な現像コントラストを得ることができる。
 (A)成分としては、該(A1)成分とともに他の高分子化合物及び/又は低分子化合物を併用してもよい。
 アルカリ現像プロセスを適用する場合、該(A1)成分を含む基材成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、例えば露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することによりポジ型レジストパターンが形成される。
 一方、溶剤現像プロセスを適用する場合、該(A1)成分を含む基材成分は、露光前は有機系現像液に対して溶解性が高く、例えば露光により(B)成分から酸が発生すると、該酸の作用により極性が高くなり、有機系現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部は有機系現像液に対して可溶性から難溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ネガ型レジストパターンが形成される。
 本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 ・(A1)成分について
 本実施形態のレジスト組成物における(A1)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分であり、下記一般式(a0-1)で表される構成単位(a0)を有する。
 ≪構成単位(a0)≫
 構成単位(a0)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む。
 「酸分解性基」とは、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基をいう。構成単位(a0)においては、酸の作用により、酸解離性基Ra00と、該酸解離性基Ra00に隣接するカルボニルオキシ基(-C(=O)-O-)の酸素原子(-O-)と、の間の結合が開裂し、極性の高い極性基(カルボキシ基)が生じて極性が増大する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Vax0は、単結合又は2価の連結基である。Waは、置換置を有してもよい2価の芳香族炭化水素基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na0は、0~2の整数である。Ra00は、酸解離性基である。]
 前記式(a0-1)中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。
 Rにおける炭素数1~5のアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
 Rにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 Rにおける炭素数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基である。
 Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、フッ素原子又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子、メチル基又はフッ素原子がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
 前記式(a0-1)中、Vax0は、単結合又は2価の連結基である。
 Vax0の2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。
・置換基を有してもよい2価の炭化水素基:
 Vax0が置換基を有してもよい2価の炭化水素基である場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でもよいし、芳香族炭化水素基でもよい。
・・Vax0における脂肪族炭化水素基
 脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。 前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
・・・直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
 該直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、炭素数1~6がより好ましく、炭素数1~4がさらに好ましく、炭素数1~3が最も好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 該分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数3~6がより好ましく、炭素数3又は4がさらに好ましく、炭素数3が最も好ましい。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1~5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。
・・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
 該構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~12であることがより好ましい。
 環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-が好ましい。
・・Vax0における芳香族炭化水素基
 該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
 この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でもよいし、多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~10が特に好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
 芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基またはヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を2つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アリール基またはヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
 前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。たとえば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
・ヘテロ原子を含む2価の連結基:
 Vax0がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとしては、-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-、一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)-O-Y22-で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0~3の整数である。]等が挙げられる。
 前記へテロ原子を含む2価の連結基が-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-C(=O)-、-NH-、-NH-C(=NH)-の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~8であることがさらに好ましく、1~5であることが特に好ましい。
 一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)-O-Y22-中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記Yax1における2価の連結基としての説明で挙げた(置換基を有していてもよい2価の炭化水素基)と同様のものが挙げられる。
 Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
 Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
 式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基において、m”は0~3の整数であり、0~2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基としては、式-Y21-C(=O)-O-Y22-で表される基が特に好ましい。なかでも、式-(CHa’-C(=O)-O-(CHb’-で表される基が好ましい。該式中、a’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
 上記の中でも、Vax0としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]、エーテル結合(-O-)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましく、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]がより好ましく、単結合が更に好ましい。
 前記式(a0-1)中、Waは、置換基を有してもよい2価の芳香族炭化水素基である。
 Waにおける芳香族炭化水素基としては、芳香環から2個の水素原子を除いた基が挙げられる。ここでの芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~10が特に好ましい。該芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 また、Waにおける芳香族炭化水素基としては、2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から2個の水素原子を除いた基も挙げられる。
 上記の中でも、Waとしては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンまたはビフェニルから2個の水素原子を除いた基が好ましく、ベンゼン又はナフタレンから2個の水素原子を除いた基(すなわち、フェニレン基又はナフチレン基)がより好ましく、ベンゼンから2個の水素原子を除いた基(すなわち、フェニレン基)がさらに好ましい。
 Waの2価の芳香族炭化水素基が有してもよい置換基としては、炭素数1~5の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1~5の直鎖若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
 炭素数1~5の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。
 ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 炭素数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基である。
 前記式(a0-1)中、Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。Vaにおける2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状もしくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
 前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1~10であることが好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましく、1~3が最も好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2~10であることが好ましく、3~6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基又は前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
 かかる芳香族炭化水素基は、炭素数が3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。 芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 前記式(a0-1)中、na0は、0~2の整数であり、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
 前記式(a0-1)中、Ra00は、酸解離性基である。
 ここで「酸解離性基」とは、(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、の双方をいう。
 酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
 Ra00の酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
 化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」が挙げられる。
・アセタール型酸解離性基:
 上記Ra00の酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1-r-1)で表される酸解離性基(以下「アセタール型酸解離性基」ということがある。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基であり、Ra’は炭化水素基であって、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
 式(a1-r-1)中、Ra’及びRa’のうち、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
 Ra’又はRa’がアルキル基である場合、該アルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、炭素数1~5のアルキル基が好ましい。具体的には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
 式(a1-r-1)中、Ra’の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基が挙げられる。
 該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、1~4がより好ましく、1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn-ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
 該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3~10であることが好ましく、3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
 Ra’が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
 単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Ra’の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
 この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、5~20がより好ましく、6~15がさらに好ましく、6~10が特に好ましい。
 芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環、フラン環等が挙げられる。
 Ra’における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(たとえばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(たとえば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4~7員環が好ましく、4~6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
 式(a1-r-1)中、Ra’の炭化水素基としては、環状の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、多環式基である脂肪族炭化水素基がより好ましく、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン又はテトラシクロドデカンから1個の水素原子を除いた基が更に好ましく、アダマンタンから1個の水素原子を除いた基が特に好ましい。
・第3級アルキルエステル型酸解離性基:
 上記Ra00の酸解離性基としては、たとえば、下記一般式(a1-r-2)で表される酸解離性基が挙げられる。
 尚、下記式(a1-r-2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[式中、Ra’~Ra’はそれぞれ独立に置換置を有してもよい炭化水素基であって、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
 Ra’~Ra’の置換置を有してもよい炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(鎖状のアルキル基)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルケニル基(鎖状のアルケニル基)、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
 Ra’~Ra’の直鎖状のアルキル基としては、炭素数が1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10が最も好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基等が挙げられる。
 Ra’~Ra’の分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3~20であることが好ましく、3~15であることがより好ましく、3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 Ra’~Ra’の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基としては、炭素数が2~10であることが好ましく、2~5がより好ましく、2~4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 Ra’~Ra’の鎖状のアルキル基又は鎖状のアルケニル基は、置換基を有していてもよい。Ra’~Ra’の鎖状のアルキル基又は鎖状のアルケニル基が有してもよい置換基としては、ヒドロキシ基、エーテル結合(-O-)等が挙げられる。
 Ra’~Ra’の環状の炭化水素基は、多環式基でも単環式基でもよい。また、Ra’~Ra’の環状の炭化水素基としては、脂環式炭化水素基であってもよいし、脂環式炭化水素基に芳香族環が縮合した縮合環式基であってもよい。
 単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカン又はモノシクロアルケンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。該モノシクロアルケンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンテン、シクロヘキセン等が挙げられる。
 多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカン又はポリシクロアルケンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。また、該ポリシクロアルケンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンテン、ノルボルネン、イソボルネン、トリシクロデセン、テトラシクロドデセン等が挙げられる。
 脂環式炭化水素基に芳香族環が縮合した縮合環式基としては、テトラヒドロナフタレン、インダン等の二環式化合物の脂肪族環から1個の水素原子を除いた基が挙げられる。 Ra’~Ra’の環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-が好ましい。
 Ra’~Ra’の芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素数は3~30であることが好ましく、炭素数5~30がより好ましく、炭素数5~20がさらに好ましく、炭素数6~15が特に好ましく、炭素数6~10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。 Ra’~Ra’における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、チオフェン環、フラン環、ピリジン環等が挙げられる。
 Ra’~Ra’における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えばフェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2がより好ましく、炭素数1が特に好ましい。
 Ra’~Ra’の環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。Ra’~Ra’の環状の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、-RP1、-RP2-O-RP1、-RP2-CO-RP1、-RP2-CO-ORP1、-RP2-O-CO-RP1、-RP2-OH、-RP2-CN又は-RP2-COOH(以下これらの置換基をまとめて「Ra06」ともいう。)等が挙げられる。
 ここで、RP1は、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基である。また、RP2は、単結合、炭素数1~10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素数3~20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素数6~30の2価の芳香族炭化水素基である。但し、RP1及びRP2の鎖状飽和炭化水素基、脂肪族環状飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部はフッ素原子で置換されていてもよい。上記脂肪族環状炭化水素基は、上記置換基を1種単独で1つ以上有していてもよいし、上記置換基のうち複数種を各1つ以上有していてもよい。
 炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
 炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
 炭素数6~30の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環から水素原子1個を除いた基が挙げられる。
 前記式(a1-r-2)において、Ra’とRa’とが互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1-r2-1)で表される基、下記一般式(a1-r2-2)で表される基、下記一般式(a1-r2-3)で表される基が好適に挙げられる。
 一方、前記式(a1-r-2)において、Ra’~Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1-r2-4)で表される基が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[式(a1-r2-1)中、Ra’10は炭素数1~10のアルキル基を示し、Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂環式炭化水素基又は脂環式炭化水素基に芳香族環が縮合した縮合環式基を形成する基を示す。式(a1-r2-2)中、Yaは炭素原子である。Xaは、Yaと共に環状の炭化水素基を形成する基である。この環状の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra01~Ra03は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基である。この鎖状飽和炭化水素基及び脂肪族環状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra01~Ra03の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。式(a1-r2-3)中、Yaaは炭素原子である。Xaaは、Yaaと共に脂肪族環式基を形成する基である。Ra04は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。式(a1-r2-4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は水素原子である。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra’14は、置換基を有していてもよい炭化水素基である。*は結合手を示す(以下同じ)。]
 式(a1-r2-1)中、Ra’10の炭素数1~10のアルキル基は、式(a1-r-1)におけるRa’の直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は多環式基もしくは単環式基の脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。Ra’10は、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましい。
 式(a1-r2-1)中、Ra’11がRa’10が結合した炭素原子と共に形成する脂環式炭化水素基又は脂環式炭化水素基に芳香族環が縮合した縮合環式基は、式(a1-r-2)におけるRa’~Ra’の環状の炭化水素基として挙げた基が好ましく、モノシクロアルカン又はポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基がより好ましく、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンから1個の水素原子を除いた基が更に好ましく、シクロペンタン又はアダマンタンから1個の水素原子を除いた基が特に好ましい。
 Ra’11がRa’10が結合した炭素原子と共に形成する脂環式炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-が好ましい。
 式(a1-r2-2)中、XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基としては、前記式(a1-r-2)におけるRa’~Ra’の環状の炭化水素基として挙げた基が好ましく、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基がより好ましく、シクロペンタン又はシクロヘキサンから1個の水素原子を除いた基がさらに好ましく、シクロペンタンから1個の水素原子を除いた基が特に好ましい。
 XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、式(a1-r-2)におけるRa’~Ra’の環状の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 式(a1-r2-2)中、Ra01~Ra03における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
 Ra01~Ra03における、炭素数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基等が挙げられる。
 Ra01~Ra03は、中でも、構成単位(a0)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、水素原子、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基が好ましく、その中でも、水素原子、メチル基、エチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
 上記Ra01~Ra03で表される鎖状飽和炭化水素基、及び脂肪族環状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。
 Ra01~Ra03の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成することにより生じる炭素-炭素二重結合を含む基としては、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基、シクロへキシリデンエテニル基等が挙げられる。これらの中でも、構成単位(a0)を誘導する単量体化合物の合成容易性の観点から、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基が好ましい。
 式(a1-r2-3)中、XaaがYaaと共に形成する脂肪族環式基は、式(a1-r-2)におけるRa’~Ra’の環状の炭化水素基として挙げた基が好ましく、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基がより好ましく、シクロペンタン又はシクロヘキサンから1個の水素原子を除いた基がより好ましい。
 式(a1-r2-3)中、Ra04における芳香族炭化水素基としては、炭素数5~30の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。中でも、Ra04は、炭素数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、チオフェン又はフランから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ベンゼン又はナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ベンゼンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
 式(a1-r2-3)中のRa04が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。
 式(a1-r2-4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は水素原子である。Ra’12及びRa’13における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、上記のRa01~Ra03における、炭素数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。
 Ra’12及びRa’13は、中でも、水素原子、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
 上記Ra’12及びRa’13で表される鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換されていてもよい。
 式(a1-r2-4)中、Ra’14は、置換基を有してもよい炭化水素基である。Ra’14における炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
 Ra’14における直鎖状のアルキル基は、炭素原子数が1~5であることが好ましく、1~4がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn-ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
 Ra’14における分岐鎖状のアルキル基は、炭素原子数が3~10であることが好ましく、3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
 Ra’14が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
 単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Ra’14における芳香族炭化水素基としては、Ra04における芳香族炭化水素基と同様のものが挙げられる。中でも、Ra’14は、炭素原子数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
 Ra’14が有していてもよい置換基としては、Ra04が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 式(a1-r2-4)中のRa’14がナフチル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、ナフチル基の1位又は2位のいずれであってもよい。
 式(a1-r2-4)中のRa’14がアントリル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、アントリル基の1位、2位又は9位のいずれであってもよい。
 前記式(a1-r2-1)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 前記式(a1-r2-2)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 前記式(a1-r2-3)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 前記式(a1-r2-4)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 前記式(a0-1)中、Ra00の酸解離性基としては、前記式(a1-r2-1)~(a1-r2-4)のいずれかで表される基が好ましく、エッチング耐性をより高められやすいことから、前記式(a1-r2-2)で表される基、前記式(a1-r2-3)で表される基がより好ましい。
 以下に、構成単位(a0)の具体例を記載する。式中、Rは前記と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 構成単位(a0)としては、上記の化学式(a0-1-1)~(a0-1-44)のいずれかで表される構成単位からなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、上記の化学式(a0-1-8)~(a0-1-17)、(a0-1-21)~(a0-1-26)、(a0-1-38)、(a0-1-39)及び(a0-1-41)~(a0-1-43)のいずれかで表される構成単位からなる群より選択される少なくとも一種がより好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a0)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 (A1)成分中の構成単位(a0)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、30~95モル%が好ましく、40~85モル%がより好ましく、50~70モル%がさらに好ましい。
 構成単位(a0)の割合を下限値以上とすることによって、高感度化が図られやすくなる。一方、上限値以下とすることにより、エッチング耐性、膜減り抑制等の特性がより向上する。また、他の構成単位とのバランスをとることができる。
 ≪その他構成単位≫
 かかる(A1)成分は、構成単位(a0)に加え、必要に応じてその他構成単位を有するものでもよい。
 その他構成単位としては、例えば、一般式(a10-1)で表される構成単位(a10);酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(但し、構成単位(a0)に該当するものを除く);ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2);極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)又は構成単位(a2)に該当するものを除く);酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4);スチレン又はその誘導体から誘導される構成単位等が挙げられる。
 構成単位(a10)について:
 構成単位(a10)は、下記一般式(a10-1)で表される構成単位である。
 本実施形態のレジスト組成物が含有する(A1)成分としては、構成単位(a0)に加えて、一般式(a10-1)で表される構成単位(a10)をさらに有するものが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
[式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Yax1は、単結合又は2価の連結基である。Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。nax1は、1以上の整数である。]
 前記式(a10-1)中、Rは、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。
 Rにおける炭素数1~5のアルキル基は、炭素数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
 Rにおける炭素数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
 Rとしては、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
 前記式(a10-1)中、Yax1は、単結合又は2価の連結基である。
 前記式(a10-1)中、Yax1における2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。Yax1における2価の連結基としては、前記式(a0-1)中のVax0における2価の連結基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
 中でも、Yax1としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]、エーテル結合(-O-)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましく、単結合、又はエステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]がより好ましい。
 前記式(a10-1)中、Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。
 Wax1における芳香族炭化水素基としては、置換基を有していてもよい芳香環から(nax1+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。前記芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素原子数は5~30であることが好ましく、炭素原子数5~20がより好ましく、炭素原子数6~15がさらに好ましく、炭素原子数6~12が特に好ましい。該芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 Wax1における芳香族炭化水素基としては、2以上の置換基を有していてもよい芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から(nax1+1)個の水素原子を除いた基も挙げられる。
 中でも、Wax1としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセンまたはビフェニルから(nax1+1)個の水素原子を除いた基が好ましく、ベンゼン又はナフタレンから(nax1+1)個の水素原子を除いた基がより好ましく、ベンゼンから(nax1+1)個の水素原子を除いた基がさらに好ましい。
 Wax1における芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。前記置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。前記置換基としてのアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基としては、Yax1における環状の脂肪族炭化水素基の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。前記置換基は、炭素原子数1~5の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~3の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、エチル基又はメチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。Wax1における芳香族炭化水素基は、置換基を有していないことが好ましい。
 前記式(a10-1)中、nax1は、1以上の整数であり、1~10の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1、2又は3がさらに好ましく、1又は2が特に好ましい。
 以下に、前記式(a10-1)で表される構成単位(a10)の具体例を示す。
 以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 (A1)成分が有する構成単位(a10)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a10)を有する場合、(A1)成分中の構成単位(a10)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~70モル%であることが好ましく、15~60モル%がより好ましく、30~50モル%がさらに好ましい。
 構成単位(a10)の割合を前記好ましい下限値以上であると、エッチング耐性、感度がより高められやすくなる。一方、構成単位(a10)の割合を前記好ましい上限値以下であると、構成単位(a0)とのバランスをとりやすくなる。
 構成単位(a1)について:
 構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(但し、構成単位(a0)に該当するものを除く)である。
 酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、たとえば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。
 極性基としては、たとえばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(-SOH)等が挙げられる。これらのなかでも、構造中に-OHを含有する極性基(以下「OH含有極性基」ということがある。)が好ましく、カルボキシ基または水酸基がより好ましく、カルボキシ基が特に好ましい。
 酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(たとえばOH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
 酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
 化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、前記式(a0-1)中のR00の酸解離性基として説明した「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」が挙げられる。また、ここでの酸解離性基としては、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」も挙げられる。
 第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基:
 前記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基として、たとえば、下記一般式(a1-r-3)で表される酸解離性基(以下便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」という)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
[式中、Ra’~Ra’はそれぞれアルキル基である。]
 式(a1-r-3)中、Ra’~Ra’は、それぞれ炭素数1~5のアルキル基が好ましく、1~3がより好ましい。
 また、各アルキル基の合計の炭素数は、3~7であることが好ましく、3~5であることがより好ましく、3~4であることが最も好ましい。
 構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位、アクリルアミドから誘導される構成単位、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の-C(=O)-OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。
 構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。 かかる構成単位(a1)の好ましい具体例としては、下記一般式(a1-1)又は(a1-2)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
[式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na1は、0~2の整数である。Raは、上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-2)で表される酸解離性基である。Waは、(na2+1)価の炭化水素基である。na2は、1~3の整数である。Raは、上記式(a1-r-1)又は(a1-r-3)で表される酸解離性基である。]
 前記式(a1-1)中、Rは、前記式(a10-1)中のRと同様である。
 前記式(a1-1)中、Vaは、前記式(a0-1)中のVaと同様である。
 前記式(a1-1)中、Raは、上記式(a1-r-1)又は(a1-r-2)で表される酸解離性基である。
 前記式(a1-2)中、Waにおける(na2+1)価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、あるいは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられる。
 前記(na2+1)価は、2~4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
 以下に、前記式(a1-1)で表される構成単位の具体例を示す。以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 以下に、前記式(a1-2)で表される構成単位の具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 (A1)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 構成単位(a1)としては、電子線やEUVによるリソグラフィーでの特性(感度、形状等)をより高められやすいことから、前記式(a1-1)で表される構成単位がより好ましい。
 (A1)成分が構成単位(a1)を有する場合、(A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、30モル%以下が好ましく、1~25モル%がより好ましく、5~20モル%がさらに好ましい。 構成単位(a1)の割合を上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとることができる。一方、下限値以上とすることによって、容易にレジストパターンを得ることができ、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性も向上する。
 構成単位(a2)について:
 (A1)成分は、さらに、ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2)(但し、構成単位(a1)に該当するものを除く)を有してもよい。
 構成単位(a2)のラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。また、構成単位(a2)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
 「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
 構成単位(a2)におけるラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は酸素原子(-O-)もしくは硫黄原子(-S-)を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0~2の整数であり、m’は0または1である。]
 前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中、Ra’21におけるアルキル基としては、炭素原子数1~6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素原子数1~6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(-O-)とが連結した基が挙げられる。
 Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
 Ra’21における-COOR”、-OC(=O)R”において、R”はいずれも水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基である。
 R”におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、炭素原子数は1~15が好ましい。
 R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素原子数1~10であることが好ましく、炭素原子数1~5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
 R”が環状のアルキル基の場合は、炭素原子数3~15であることが好ましく、炭素原子数4~12であることがさらに好ましく、炭素原子数5~10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
 R”におけるラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基と同様のものが挙げられる。
 R”におけるカーボネート含有環式基としては、後述のカーボネート含有環式基と同様であり、具体的には一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
 R”における-SO-含有環式基としては、後述の-SO-含有環式基と同様であり、具体的には一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
 Ra’21におけるヒドロキシアルキル基としては、炭素原子数が1~6であるものが好ましく、具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
 Ra’21としては、上記の中でも、それぞれ独立に水素原子又はシアノ基であることが好ましい。
 前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中、A”における炭素原子数1~5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に-O-または-S-が介在する基が挙げられ、例えばO-CH-、-CH-O-CH-、-S-CH-、-CH-S-CH-等が挙げられる。A”としては、炭素原子数1~5のアルキレン基または-O-が好ましく、炭素原子数1~5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。
 以下に、一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 「-SO-含有環式基」とは、その環骨格中に-SO-を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、-SO-における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に-SO-を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。-SO-含有環式基は、単環式基であってもよく多環式基であってもよい。 -SO-含有環式基は、特に、その環骨格中に-O-SO-を含む環式基、すなわち-O-SO-中の-O-S-が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
 -SO-含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0~2の整数である。]
 前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-2)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
 Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
 下記に一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-O-を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
 カーボネート環含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
[式中、Ra’x31はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、p’は0~3の整数であり、q’は0または1である。]
 前記一般式(ax3-r-2)~(ax3-r-3)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
 Ra’x31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
 以下に、一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 構成単位(a2)としては、なかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
 かかる構成単位(a2)は、下記一般式(a2-1)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
[式中、Rは水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Ya21は単結合または2価の連結基である。La21は-O-、-COO-、-CON(R’)-、-OCO-、-CONHCO-又は-CONHCS-であり、R’は水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が-O-の場合、Ya21は-CO-にはならない。Ra21は、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基である。]
 前記式(a2-1)中、Rは、前記式(a10-1)中のRと同様である。Rとしては、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
 前記式(a2-1)中、Ya21における2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適に挙げられる。
 Ya21における2価の連結基としては、前記式(a0-1)中のVax0における2価の連結基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
 中でも、Ya21としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-]、エーテル結合(-O-)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましい。
 前記式(a2-1)中、Ra21は、ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基またはカーボネート含有環式基である。
 Ra21におけるラクトン含有環式基、-SO-含有環式基、カーボネート含有環式基としてはそれぞれ、前述した一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基、一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基、一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が好適に挙げられる。
 中でも、ラクトン含有環式基または-SO-含有環式基が好ましく、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-2)、(a2-r-6)または(a5-r-1)でそれぞれ表される基がより好ましく、前記一般式(a2-r-2)または(a5-r-1)でそれぞれ表される基がさらに好ましい。具体的には、前記化学式(r-lc-1-1)~(r-lc-1-7)、(r-lc-2-1)~(r-lc-2-18)、(r-lc-6-1)、(r-sl-1-1)、(r-sl-1-18)でそれぞれ表される、いずれかの基が好ましく、前記化学式(r-lc-2-1)~(r-lc-2-18)、(r-sl-1-1)でそれぞれ表される、いずれかの基がより好ましく、前記化学式(r-lc-2-1)、(r-lc-2-12)、(r-sl-1-1)でそれぞれ表される、いずれかの基がさらに好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、30モル%以下が好ましく、1~25モル%がより好ましく、5~20モル%がさらに好ましい。
 構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすると、前述した効果によって、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
 構成単位(a3)について:
 (A1)成分は、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)又は構成単位(a2)に該当するものを除く)を有するものでもよい。(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与する。また、酸の拡散長を適切に調整することができる。
 極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、炭素原子数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
 該環式基が単環式基である場合、炭素原子数は3~10であることがより好ましい。その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族単環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該単環式基としては、モノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基を例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタンなどのモノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの単環式基の中でも、シクロペンタンから2個以上の水素原子を除いた基、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
 該環式基が多環式基である場合、該多環式基の炭素原子数は7~30であることがより好ましい。その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
 構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
 構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
 構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素原子数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
 また、構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3-1)で表される構成単位、式(a3-2)で表される構成単位、式(a3-3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられ;単環式基のときは、式(a3-4)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
[式中、Rは前記と同じであり、jは1~3の整数であり、kは1~3の整数であり、t’は1~3の整数であり、lは0~5の整数であり、sは1~3の整数である。]
 式(a3-1)中、jは、1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。 jは1であることが好ましく、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
 式(a3-2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
 式(a3-3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2-ノルボルニル基または3-ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
 式(a3-4)中、t’は1又は2であることが好ましい。lは0又は1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、シクロヘキシル基の3又は5位に結合していることが好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a3)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して1~30モル%であることが好ましく、2~25モル%がより好ましく、5~20モル%がさらに好ましい。
 構成単位(a3)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、前述した効果によって、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、好ましい上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
 構成単位(a4)について:
 (A1)成分は、構成単位(a0)に加えて、さらに、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4)を有してもよい。
 (A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性がさらに向上する。また、(A)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に溶剤現像プロセスの場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与する。
 構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により当該レジスト組成物中に酸が発生した際(例えば、露光により酸を発生する構成単位又は(B)成分から酸が発生した際)に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
 構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
 該環式基は、工業上入手し易いなどの点から、特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの多環式基は、炭素原子数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
 構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4-1)~(a4-7)でそれぞれ表される構成単位を例示することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
[式中、Rαは前記と同じである。]
 (A1)成分が有する構成単位(a4)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~30モル%であることが好ましく、5~20モル%であることがより好ましい。
 構成単位(a4)の割合を、好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a4)を含有させることによる効果が充分に得られ、一方、好ましい上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
 構成単位(st)について:
 構成単位(st)は、スチレン又はスチレン誘導体から誘導される構成単位である。 「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
 「スチレン誘導体」とは、スチレンの少なくとも一部の水素原子が置換基で置換された化合物を意味する。スチレン誘導体としては、例えば、スチレンのα位の水素原子が置換基で置換されたもの、スチレンのベンゼン環の1個以上の水素原子が置換基で置換されたもの、スチレンのα位の水素原子及びベンゼン環の1個以上の水素原子が置換基で置換されたもの等が挙げられる。
 スチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
 前記炭素原子数1~5のアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
 前記炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、特にフッ素原子が好ましい。
 スチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素原子数1~3のフッ素化アルキル基がより好ましく、工業上の入手の容易さから、メチル基がさらに好ましい。
 スチレンのベンゼン環の水素原子を置換する置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。 前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 スチレンのベンゼン環の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
 構成単位(st)としては、スチレンから誘導される構成単位、又はスチレンのα位の水素原子が炭素原子数1~5のアルキル基若しくは炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基で置換されたスチレン誘導体から誘導される構成単位が好ましく、スチレンから誘導される構成単位、又はスチレンのα位の水素原子がメチル基で置換されたスチレン誘導体から誘導される構成単位がより好ましく、スチレンから誘導される構成単位がさらに好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(st)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(st)を有する場合、構成単位(st)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~30モル%であることが好ましく、3~20モル%であることがより好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物が含有する(A1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(A1)成分としては、構成単位(a0)の繰り返し構造を有する高分子化合物が挙げられ、構成単位(a0)と構成単位(a10)との繰り返し構造を有する高分子化合物が好ましい。
 (A1)成分の中でも、構成単位(a0)の繰り返し構造からなる高分子化合物;構成単位(a0)と構成単位(a10)との繰り返し構造からなる高分子化合物が好適に挙げられ、構成単位(a0)と構成単位(a10)との繰り返し構造からなる高分子化合物が特に好ましい。
 構成単位(a0)と構成単位(a10)との繰り返し構造からなる高分子化合物において、構成単位(a0)の割合は、前記高分子化合物を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、30~95モル%が好ましく、40~85モル%がより好ましく、50~70モル%がさらに好ましく、かつ、構成単位(a10)の割合は、前記高分子化合物を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~70モル%であることが好ましく、15~60モル%がより好ましく、30~50モル%がさらに好ましい。
 (A1)成分は、構成単位(a0)を誘導するモノマーと、必要に応じてその他構成単位を誘導するモノマーと、を重合溶媒に溶解し、ここに、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸ジメチル(例えばV-601など)等のラジカル重合開始剤を加えて重合し、その後、原料モノマーに応じて脱保護反応を行うことにより製造することができる。
 重合の際に、例えば、HS-CH-CH-CH-C(CF-OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に-C(CF-OH基を導入してもよい。アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
 (A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではないが、1000~50000が好ましく、2000~30000がより好ましく、3000~20000がさらに好ましく、4000~10000が特に好ましい。
 (A1)成分のMwが、前記好ましい上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性が得られやすい。(A1)成分のMwが、前記好ましい下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。 (A1)成分の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されないが、1.0~4.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.0が特に好ましい。Mnは数平均分子量を示す。
 ・(A2)成分について
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、前記(A1)成分に該当しない、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(以下「(A2)成分」という。)を併用してもよい。
 (A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のものから任意に選択して用いればよい。
 (A2)成分は、高分子化合物又は低分子化合物の1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。(A1)成分の割合が25質量%以上であると、エッチング耐性、膜減り抑制効果などの種々の特性に優れたレジストパターンが形成されやすくなる。
 本実施形態のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
<化合物(D0)>
 本実施形態のレジスト組成物において、化合物(D0)は、下記一般式(d0-1)で表される化合物(以下「(D0)成分」ともいう。)である。
 (D0)成分は、レジスト組成物において露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものである。
 (D0)成分を用いることにより、より微細なレジストパターン形成の際、放射線に対する高感度化が図られやすくなる。加えて、(A1)成分との併用により、膜減り抑制の効果が高められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
[式中、Xは、臭素原子又はヨウ素原子である。Rは、ヒドロキシ基、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子である。nd1は、1~5の整数であり、nd2は、0~4の整数であり、1≦nd1+nd2≦5である。Ydは、2価の連結基又は単結合である。Mm+は、m価の有機カチオンを表す。mは、1以上の整数である。]
 {(D0)成分のアニオン部}
 上記一般式(d0-1)中、Xは、臭素原子又はヨウ素原子であり、ヨウ素原子であることが好ましい。
 上記一般式(d0-1)中、Rは、ヒドロキシ基、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子である。Rにおけるアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
 上記一般式(d0-1)中、nd1は、1~5の整数であり、nd2は、0~4の整数であり、1≦nd1+nd2≦5である。
 nd1は、1~3の整数であることが好ましく、放射線の吸収性の点から、2又は3であることがより好ましく、3であることがさらに好ましい。
 nd2は、0~3の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましく、0であることがさらに好ましい。
 上記一般式(d0-1)中、Ydは、2価の連結基又は単結合である。Ydにおける2価の連結基としては、酸素原子を含む2価の連結基が好適に挙げられる。
 Ydが酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Ydは、酸素原子以外の原子を含んでもよい。酸素原子以外の原子としては、例えば、炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 酸素原子を含む2価の連結基としては、例えば、酸素原子(エーテル結合:-O-)、エステル結合(-C(=O)-O-)、オキシカルボニル基(-O-C(=O)-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)、カルボニル基(-C(=O)-)、カーボネート結合(-O-C(=O)-O-)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。この組み合わせに、さらにスルホニル基(-SO-)が連結されていてもよい。
 Ydとしては、酸素原子を含む2価の連結基、単結合であることが好ましく、単結合であることがより好ましい。
 以下に、(D0)成分のアニオン部の具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 {(D0)成分のカチオン部}
 上記一般式(d0-1)中、Mm+は、m価の有機カチオンを表す。この中でも、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好ましい。mは、1以上の整数である。
 好ましいカチオン部((Mm+1/m)としては、下記の一般式(ca-1)~(ca-5)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
[式中、R201~R207、およびR211~R212は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基または置換基を有してもよいアルケニル基を表す。R201~R203、R206~R207、R211~R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表す。R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよいSO-含有環式基である。L201は、-C(=O)-または-C(=O)-O-を表す。Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基またはアルケニレン基を表す。xは1または2である。W201は、(x+1)価の連結基を表す。]
 上記の一般式(ca-1)~(ca-5)中、R201~R207、およびR211~R212におけるアリール基としては、炭素原子数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R201~R207、およびR211~R212におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素原子数1~30のアルキル基が好ましい。
 R201~R207、およびR211~R212におけるアルケニル基としては、炭素原子数が2~10であることが好ましい。
 R201~R207、およびR210~R212が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、シアノ基、アミノ基、アリール基、下記の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
[式中、R’201は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。]
 置換基を有してもよい環式基:
 該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 R’201における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素原子数は、3~30であることが好ましく、炭素原子数5~30がより好ましく、炭素原子数5~20がさらに好ましく、炭素原子数6~15が特に好ましく、炭素原子数6~10が最も好ましい。ただし、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 R’201における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 R’201における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えばフェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2がより好ましく、炭素原子数1が特に好ましい。
 R’201における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
 この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
 なかでも、R’201における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基が特に好ましく、アダマンチル基が最も好ましい。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、炭素原子数1~6がより好ましく、炭素原子数1~4がさらに好ましく、炭素原子数1~3が特に好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 また、R’201における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基、その他下記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 R’201の環式基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
 置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が最も好ましい。
 置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
 置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(-CH-)を置換する基である。
 置換基を有してもよい鎖状のアルキル基:
 R’201の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~20であることが好ましく、炭素原子数1~15であることがより好ましく、炭素原子数1~10が最も好ましい。
 分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数3~15であることがより好ましく、炭素原子数3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基:
 R’201の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数2~5がより好ましく、炭素原子数2~4がさらに好ましく、炭素原子数3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
 R’201の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R’201における環式基等が挙げられる。
 R’201の置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、上述したものの他、置換基を有してもよい環式基又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基として、上述の式(a1-r-2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。
 なかでも、R’201は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、例えば、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基などが好ましい。
 上記の一般式(ca-1)~(ca-5)中、R201~R203、R206~R207、R211~R212は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、硫黄原子、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子や、カルボニル基、-SO-、-SO-、-SO-、-COO-、-CONH-または-N(R)-(該Rは炭素原子数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、例えばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。
 R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。
 R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよいSO-含有環式基である。
 R210におけるアリール基としては、炭素原子数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素原子数1~30のものが好ましい。
 R210におけるアルケニル基としては、炭素原子数が2~10であることが好ましい。
 R210における、置換基を有してもよいSO-含有環式基としては、「-SO-含有多環式基」が好ましく、上記一般式(a5-r-1)で表される基がより好ましい。
 Y201は、それぞれ独立に、アリーレン基、アルキレン基又はアルケニレン基を表す。
 Y201におけるアリーレン基は、上述の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)中のR’201における芳香族炭化水素基として例示したアリール基から水素原子を1つ除いた基が挙げられる。
 Y201におけるアルキレン基、アルケニレン基は、上述の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)中のR’201における鎖状のアルキル基、鎖状のアルケニル基として例示した基から水素原子1つを除いた基が挙げられる。
 前記式(ca-4)中、xは、1または2である。
 W201は、(x+1)価、すなわち2価または3価の連結基である。
 W201における2価の連結基としては、置換基を有してもよい2価の炭化水素基が好ましく、上述の一般式(a0-1)中のVax0と同様の、置換基を有してもよい2価の炭化水素基が例示できる。W201における2価の連結基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、環状であることが好ましい。なかでも、アリーレン基の両端に2個のカルボニル基が組み合わされた基が好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が特に好ましい。
 W201における3価の連結基としては、前記W201における2価の連結基から水素原子を1個除いた基、前記2価の連結基にさらに前記2価の連結基が結合した基などが挙げられる。W201における3価の連結基としては、アリーレン基に2個のカルボニル基が結合した基が好ましい。
 前記式(ca-1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記の化学式(ca-1-1)~(ca-1-66)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
[式中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1~5の整数であり、g2は0~20の整数であり、g3は0~20の整数である。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
[式中、R”201は水素原子又は置換基であって、該置換基としては前記R201~R207、およびR210~R212が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
 前記式(ca-2)で表される好適なカチオンとして具体的には、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカチオン等が挙げられる。
 前記式(ca-3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-3-1)~(ca-3-6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 前記式(ca-4)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-4-1)~(ca-4-2)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 前記式(ca-5)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記一般式(ca-5-1)~(ca-5-3)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 上記の中でも、カチオン部((Mm+1/m)は、一般式(ca-1)で表されるカチオン、又は一般式(ca-2)で表されるカチオンが好ましく、一般式(ca-1)で表されるカチオンがより好ましい。
 化合物(D0)としては、下記式(d0-1-1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
[式中、X、R、nd1及びnd2は、前記式(d0-1)中のX、R、nd1及びnd2と同様である。R201~R203は、前記式(ca-1)中のR201~R203と同様である。]
 (D0)成分の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 本実施形態のレジスト組成物において、(D0)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
 本実施形態のレジスト組成物中、(D0)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.5~25質量部であることが好ましく、1~20質量部であることがより好ましく、1.5~15質量部であることがさらに好ましい。
 (D0)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度がより高められ、膜減り抑制の効果、エッチング耐性もより向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
<その他成分>
 本実施形態のレジスト組成物は、上述した(A)成分及び(D0)成分に加え、その他成分をさらに含有してもよい。その他成分としては、例えば以下に示す(B)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
 ≪酸発生剤成分(B)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(D0)成分に加え、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という。)をさらに含有してもよい。 (B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
 このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。
 オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b-1)で表される化合物(以下「(b-1)成分」ともいう)、一般式(b-2)で表される化合物(以下「(b-2)成分」ともいう)又は一般式(b-3)で表される化合物(以下「(b-3)成分」ともいう)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
[式中、R101及びR104~R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。R104とR105とは相互に結合して環構造を形成していてもよい。R102は、炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基又はフッ素原子である。Y101は、酸素原子を含む2価の連結基又は単結合である。V101~V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。L101~L102は、それぞれ独立に、単結合又は酸素原子である。L103~L105は、それぞれ独立に、単結合、-CO-又は-SO-である。mは1以上の整数であって、M’m+はm価のオニウムカチオンである。]
 {アニオン部}
 ・(b-1)成分におけるアニオン
 式(b-1)中、R101は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。
 置換基を有してもよい環式基:
 該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 R101における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素原子数は3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~10が最も好ましい。但し、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 R101における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 R101における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 R101における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
 この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
 なかでも、R101における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基が特に好ましく、アダマンチル基が最も好ましい。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましく、1~3が最も好ましい。直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が2~10であることが好ましく、3~6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基、上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)中、*は、式(b-1)中のY101に結合する結合手を表す。
 R101の環式基における置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。 置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が最も好ましい。
 置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
 置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(-CH-)を置換する基である。
 R101における環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素環と芳香環とが縮合した縮合環を含む縮合環式基であってもよい。前記縮合環としては、例えば、架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンに、1個以上の芳香環が縮合したもの等が挙げられる。前記架橋環系ポリシクロアルカンの具体例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナン)、ビシクロ[2.2.2]オクタン等のビシクロアルカンが挙げられる。前記縮合環式としては、ビシクロアルカンに2個又は3個の芳香環が縮合した縮合環を含む基が好ましく、ビシクロ[2.2.2]オクタンに2個又は3個の芳香環が縮合した縮合環を含む基がより好ましい。R101における縮合環式基の具体例としては、下記式(r-br-1)~(r-br-2)で表されるが挙げられる。式中*は、式(b-1)中のY101に結合する結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 R101における縮合環式基が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、芳香族炭化水素基、脂環式炭化水素基等が挙げられる。
 前記縮合環式基の置換基としてのアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基は、上記R101における環式基の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
 前記縮合環式基の置換基としての芳香族炭化水素基としては、芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)、上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-6)でそれぞれ表される複素環式基等が挙げられる。
 前記縮合環式基の置換基としての脂環式炭化水素基としては、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基;上記の化学式(r-hr-7)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基等が挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルキル基:
 R101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10が最も好ましい。
 分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~15であることがより好ましく、3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基:
 R101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、2~5がより好ましく、2~4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
 R101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。
 上記の中でも、R101は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基などが好ましい。
 式(b-1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
 Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、例えば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 酸素原子を含む2価の連結基としては、例えば、酸素原子(エーテル結合:-O-)、エステル結合(-C(=O)-O-)、オキシカルボニル基(-O-C(=O)-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)、カルボニル基(-C(=O)-)、カーボネート結合(-O-C(=O)-O-)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。この組み合わせに、さらにスルホニル基(-SO-)が連結されていてもよい。かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、例えば下記の一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。
 なお、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)において、前記式(b-1)中のR101と結合するのが、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)中のV’101である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
[式中、V’101は単結合または炭素原子数1~5のアルキレン基であり、V’102は炭素原子数1~30の2価の飽和炭化水素基である。]
 V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素原子数1~30のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数1~10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素原子数1~5のアルキレン基であることがさらに好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[-CH-];-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CHCH-];-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n-プロピレン基)[-CHCHCH-];-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CHCHCHCH-];-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CHCHCHCHCH-]等が挙げられる。
 また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素原子数5~10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1-r-1)中のRa’の環状の脂肪族炭化水素基(単環式の脂肪族炭化水素基、多環式の脂肪族炭化水素基)から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5-アダマンチレン基または2,6-アダマンチレン基がより好ましい。
 Y101としては、エステル結合を含む2価の連結基、またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、前記式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基がより好ましい。
 式(b-1)中、V101は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素原子数1~4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素原子数1~4のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。
 式(b-1)中、R102は、フッ素原子又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素原子数1~5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。
 前記式(b-1)で表されるアニオン部の具体例としては、例えば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an-1)~(an-3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
[式中、R”101は、置換基を有してもよい芳香族環式基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-6)でそれぞれ表される1価の複素環式基、前記式(r-br-1)又(r-br-2)で表される縮合環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基である。R”102は、置換基を有してもよい脂肪族環式基、前記式(r-br-1)又(r-br-2)で表される縮合環式基、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基である。R”103は、置換基を有してもよい芳香族環式基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。V”101は、単結合、炭素原子数1~4のアルキレン基、又は炭素原子数1~4のフッ素化アルキレン基である。R102は、フッ素原子又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基である。v”はそれぞれ独立に0~3の整数であり、q”はそれぞれ独立に0~20の整数であり、n”は0または1である。]
 R”101、R”102およびR”103の置換基を有してもよい脂肪族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 R”101およびR”103における置換基を有してもよい芳香族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 R”101における置換基を有してもよい鎖状のアルキル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。
 R”103における置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。
 ・(b-2)成分におけるアニオン
 式(b-2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b-1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
 R104、R105は、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
 該鎖状のアルキル基の炭素原子数は、1~10であることが好ましく、より好ましくは炭素原子数1~7、さらに好ましくは炭素原子数1~3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素原子数は、上記炭素原子数の範囲内において、レジスト用溶剤への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、250nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するため好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70~100%、さらに好ましくは90~100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
 式(b-2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b-1)中のV101と同様のものが挙げられる。
 式(b-2)中、L101、L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
 ・(b-3)成分におけるアニオン
 式(b-3)中、R106~R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b-1)中のR101と同様のものが挙げられる。
 式(b-3)中、L103~L105は、それぞれ独立に、単結合、-CO-又は-SO-である。
 上記の中でも、(B)成分のアニオン部としては、(b-1)成分におけるアニオンが好ましい。この中でも、上記の一般式(an-1)~(an-3)のいずれかで表されるアニオンがより好ましく、一般式(an-1)又は(an-2)のいずれかで表されるアニオンがさらに好ましく、一般式(an-1)で表されるアニオンが特に好ましい。
 {カチオン部}
 前記式(b-1)、式(b-2)、式(b-3)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンを表す。この中でも、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好ましい。 mは、1以上の整数である。
 好ましいカチオン部((M’m+1/m)としては、前記式(ca-1)~(ca-5)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。中でも、カチオン部((M’m+1/m)は、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(B)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、50質量部未満が好ましく、1~40質量部がより好ましく、2~30質量部がさらに好ましく、3~25質量部が特に好ましい。
 (B)成分の含有量を、前記の好ましい範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性が良好となるため好ましい。
 ≪塩基成分(D)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(D0)成分に加えて、さらに、露光により発生する酸をトラップ(すなわち、酸の拡散を制御)する塩基成分を含有してもよい。
 塩基成分としては、例えば、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基(D1)(以下「(D1)成分」という。)、該(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物(D2)(以下「(D2)成分」という。)等が挙げられる。これらの中でも、ラフネス低減性を高められやすいことから、光崩壊性塩基((D1)成分)が好ましい。また、(D1)成分を含有させることで、高感度化、塗布欠陥の発生の抑制の特性をいずれも高めやすくなる。
 (D0)成分、(D1)成分及び(D2)成分はいずれも、レジスト組成物において露光により発生する酸をトラップするクエンチャー(酸拡散制御剤)として作用するものであり、塩基成分(以下「(D)成分」ともいう)に包含される。
 本実施形態のレジスト組成物における、(D)成分全体のうち、(D0)成分の割合は、例えば50質量%以上であり、好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。(D)成分全体のうちの(D0)成分の割合は、100質量%であってもよい。
 ・(D1)成分について
 (D1)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d1-1)で表される化合物(以下「(d1-1)成分」という。)、下記一般式(d1-2)で表される化合物(以下「(d1-2)成分」という。)及び下記一般式(d1-3)で表される化合物(以下「(d1-3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
 (d1-1)~(d1-3)成分は、レジスト膜の露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、レジスト膜の未露光部においてクエンチャーとして作用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
[式中、Rd~Rdは置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。但し、式(d1-2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合又は2価の連結基である。mは1以上の整数であって、Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
 {(d1-1)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-1)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、上述の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)中のR’201と同様のものが挙げられる。
 これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、フッ素化アルキル基、上記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、エーテル結合、エステル結合、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
 エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、上記式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。なお、Rdにおける芳香族炭化水素基、脂肪族環式基又は鎖状のアルキル基が、置換基として、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基を有する場合、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)において、式(d1-1)中のRdにおける芳香族炭化水素基、脂肪族環式基又は鎖状のアルキル基を構成する炭素原子に結合するのが、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)中のV’101である。
 前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビシクロオクタン骨格を含む多環構造(ビシクロオクタン骨格とこれ以外の環構造とからなる多環構造)が好適に挙げられる。
 前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 前記鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
 前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素原子数は、1~11が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、例えば酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 式(d1-1)中、Rdは、上記の中でも、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましく、少なくとも置換基としてフッ素原子を有する鎖状のアルキル基がより好ましく、置換基としてフッ素原子及びヒドロキシ基を有する鎖状のアルキル基がさらに好ましい。
 以下に(d1-1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 ・・カチオン部
 式(d1-1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
 Mm+の有機カチオンとしては、前記一般式(ca-1)~(ca-5)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、前記一般式(ca-1)で表されるカチオンがより好ましく、前記式(ca-1-1)~(ca-1-66)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
 (d1-1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 {(d1-2)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-2)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられる。
 但し、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1-2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分としてのクエンチング能が向上する。
 Rdとしては、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい脂肪族環式基であることが好ましく、置換基を有してもよい脂肪族環式基であることがより好ましい。
 該鎖状のアルキル基としては、炭素原子数1~10であることが好ましく、3~10であることがより好ましい。
 該脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等から1個以上の水素原子を除いた基(置換基を有してもよい);カンファーから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 Rdの炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1-1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 (d1-2)成分のアニオン部としては、上記の中でも、カンファースルホン酸アニオンであることが好ましい。
 以下に(d1-2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 ・・カチオン部
 式(d1-2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1-1)中のMm+と同様である。
 (d1-2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 {(d1-3)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-3)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
 式(d1-3)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられる。なかでも、置換基を有してもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
 Rdにおけるアルキル基は、炭素原子数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
 Rdにおけるアルコキシ基は、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
 Rdにおけるアルケニル基は、前記R’201におけるアルケニル基と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を有していてもよい。
 Rdにおける環式基は、前記R’201における環式基と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rdが芳香族基である場合、EUV等を露光光源とするリソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。
 式(d1-3)中、Ydは、単結合または2価の連結基である。
 Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、上記式(a0-1)中のVax0における2価の連結基についての説明のなかで挙げた、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
 Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
 以下に(d1-3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 ・・カチオン部
 式(d1-3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1-1)中のMm+と同様である。
 (d1-3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (D1)成分は、上記(d1-1)~(d1-3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 レジスト組成物が(D1)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(D1)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.5~20質量部が好ましく、1~15質量部がより好ましく、3~10質量部がさらに好ましい。
 (D1)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られやすい。一方、上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
 (D1)成分の製造方法:
 前記の(d1-1)成分、(d1-2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。
 また、(d1-3)成分の製造方法は、特に限定されず、例えば、US2012-0149916号公報に記載の方法と同様にして製造される。
 ・(D2)成分について
 (D)成分としては、上記の(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下「(D2)成分」という。)を含有してもよい。
 (D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するもので、かつ、(D1)成分に該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミンが好ましく、この中でも特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンがより好ましい。
 脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素原子数が1~12であることが好ましい。
 脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素原子数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンもしくはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
 アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n-ヘプチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルアミン、トリ-n-ノニルアミン、トリ-n-デシルアミン、トリ-n-ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ-n-オクタノールアミン、トリ-n-オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素原子数5~10のトリアルキルアミンがさらに好ましく、トリ-n-ペンチルアミン又はトリ-n-オクチルアミンが特に好ましい。
 環式アミンとしては、例えば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
 脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。 脂肪族多環式アミンとしては、炭素原子数が6~10のものが好ましく、具体的には、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-5-ノネン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
 その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2-メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2-(2-メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(2-メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2-(1-エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2-{2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリエタノールアミントリアセテート等が挙げられ、トリエタノールアミントリアセテートが好ましい。
 また、(D2)成分としては、芳香族アミンを用いてもよい。
 芳香族アミンとしては、4-ジメチルアミノピリジン、ピロール、インドール、ピラゾール、イミダゾールまたはこれらの誘導体、トリベンジルアミン、2,6-ジイソプロピルアニリン、N-tert-ブトキシカルボニルピロリジン等が挙げられる。
 上記の中でも、(D2)成分は、アルキルアミンであることが好ましく、炭素原子数5~10のトリアルキルアミンがより好ましい。
 (D2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 レジスト組成物が(D2)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(D2)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましく、0.5~5質量部がさらに好ましい。
 (D2)成分の含有量が好ましい下限値以上であると、特に良好なリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が得られやすい。一方、上限値以下であると、感度を良好に維持でき、スループットにも優れる。
 ≪有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)≫
 本実施形態のレジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という)を含有させることができる。
 有機カルボン酸として、具体的には、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられ、その中でも、サリチル酸が好ましい。
 リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
 リンのオキソ酸の誘導体としては、例えば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~15のアリール基等が挙げられる。
 リン酸の誘導体としては、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
 ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸-ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
 ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
 本実施形態のレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がより好ましい。上記範囲とすることにより、リソグラフィー特性がより向上する。
 ≪フッ素添加剤成分(F)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、レジスト膜に撥水性を付与するため、又はリソグラフィー特性を向上させるために、フッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という)を含有してもよい。
 (F)成分としては、例えば、特開2010-002870号公報、特開2010-032994号公報、特開2010-277043号公報、特開2011-13569号公報、特開2011-128226号公報に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
 (F)成分としてより具体的には、下記一般式(f1-1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。この重合体としては、下記式(f1-1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体;該構成単位(f1)とアクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と前記構成単位(a1)との共重合体であることが好ましく、該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体であることがより好ましい。ここで、該構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1-エチル-1-シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位、1-メチル-1-アダマンチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位が好ましく、1-エチル-1-シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
[式中、Rは前記と同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nf1は0~5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
 式(f1-1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
 式(f1-1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のアルキル基としては、上記Rの炭素原子数1~5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
 式(f1-1)中、nf1は0~5の整数であり、0~3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
 式(f1-1)中、Rf101は、フッ素原子を含む有機基であり、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
 フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素原子数は1~20であることが好ましく、炭素原子数1~15であることがより好ましく、炭素原子数1~10が特に好ましい。
 また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから特に好ましい。
 なかでも、Rf101としては、炭素原子数1~6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、-CH-CF、-CH-CF-CF、-CH(CF、-CH-CH-CF、-CH-CH-CF-CF-CF-CFが特に好ましい。
 (F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000~50000が好ましく、5000~40000がより好ましく、10000~30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのにレジスト用溶剤への充分な溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、レジスト膜の撥水性が良好である。
 (F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0~5.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.5が最も好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.5~10質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。
 ≪有機溶剤成分(S)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(以下「(S)成分」という)に溶解させて製造することができる。
 (S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
 (S)成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
 本実施形態のレジスト組成物において、(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。なかでも、PGMEA、PGME、γ-ブチロラクトン、EL、シクロヘキサノンが好ましい。
 また、(S)成分としては、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2の範囲内とすることが好ましい。
 より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。さらに、PGMEAとPGMEとシクロヘキサノンとの混合溶剤も好ましい。
 また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ-ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が、好ましくは70:30~95:5とされる。
 (S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が0.1~20質量%、好ましくは0.2~15質量%の範囲内となるように(S)成分は用いられる。
 本実施形態のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。
 本実施形態のレジスト組成物は、上記レジスト材料を(S)成分に溶解させた後、ポリイミド多孔質膜、ポリアミドイミド多孔質膜等を用いて、不純物等の除去を行ってもよい。例えば、ポリイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリイミド多孔質膜及びポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター等を用いて、レジスト組成物の濾過を行ってもよい。前記ポリイミド多孔質膜及び前記ポリアミドイミド多孔質膜としては、例えば、特開2016-155121号公報に記載のもの等が例示される。
 以上説明した本実施形態のレジスト組成物は、構成単位(a0)を有する樹脂成分(A1)((A1)成分)と、化合物(D0)((D0)成分)とを含有する。
 更なるパターンの微細化に伴い、レジスト膜の薄膜化が進んでいる。これに対し、レジスト材料においては、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行う際のエッチング耐性の向上、及び放射線に対する高感度化がいっそう求められる。
 上述した本実施形態のレジスト組成物では、臭素原子又はヨウ素原子を含むアニオン部を持つ(D0)成分を採用することで、EUV及びEB等の放射線に対する感度が高められる。また、本実施形態のレジスト組成物では、芳香族カルボン酸エステル構造を含む構成単位(a0)を有する(A1)成分を採用することで、エッチングプロセスにおける耐性が向上する。加えて、本実施形態のレジスト組成物においては、かかる(D0)成分と(A1)成分との併用による相乗効果によって、レジスト膜未露光部の難溶性がより高まり、現像後の膜減りが抑制される、と考えられる。
(レジストパターン形成方法)
 本発明の第2の態様に係るレジストパターン形成方法は、支持体上に、上述した本発明の第1の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有する方法である。
 かかるレジストパターン形成方法の一実施形態としては、例えば以下のようにして行うレジストパターン形成方法が挙げられる。
 まず、上述した実施形態のレジスト組成物を、支持体上にスピンナー等で塗布し、ベーク(ポストアプライベーク(PAB))処理を、例えば80~150℃の温度条件にて40~120秒間、好ましくは60~90秒間施してレジスト膜を形成する。
 次に、該レジスト膜に対し、例えば電子線描画装置、ArF露光装置等の露光装置を用いて、所定のパターンが形成されたマスク(マスクパターン)を介した露光またはマスクパターンを介さない電子線の直接照射による描画等による選択的露光を行った後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、例えば80~150℃の温度条件にて40~120秒間、好ましくは60~90秒間施す。
 次に、前記レジスト膜を現像処理する。現像処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を用いて行う。
 現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
 溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理またはリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を、超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
 現像処理後またはリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
 このようにして、レジストパターンを形成することができる。
 支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
 また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)や、多層レジスト法における下層有機膜等の有機膜が挙げられる。
 ここで、多層レジスト法とは、基板上に、少なくとも一層の有機膜(下層有機膜)と、少なくとも一層のレジスト膜(上層レジスト膜)とを設け、上層レジスト膜に形成したレジストパターンをマスクとして下層有機膜のパターニングを行う方法であり、高アスペクト比のパターンを形成できるとされている。すなわち、多層レジスト法によれば、下層有機膜により所要の厚みを確保できるため、レジスト膜を薄膜化でき、高アスペクト比の微細パターン形成が可能となる。
 多層レジスト法には、基本的に、上層レジスト膜と、下層有機膜との二層構造とする方法(2層レジスト法)と、上層レジスト膜と下層有機膜との間に一層以上の中間層(金属薄膜等)を設けた三層以上の多層構造とする方法(3層レジスト法)と、に分けられる。
 露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極端紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性が高く、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性がより高く、EBまたはEUV用としての有用性が特に高い。すなわち、本実施形態のレジストパターン形成方法は、レジスト膜を露光する工程が、前記レジスト膜に、EUV(極端紫外線)又はEB(電子線)を露光する操作を含む場合に特に有用な方法である。
 レジスト膜の露光方法は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光(Liquid Immersion Lithography)であってもよいが、液浸露光であることが好ましい。
 液浸露光は、予めレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で露光(浸漬露光)を行う露光方法である。
 液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ、露光されるレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
 空気の屈折率よりも大きく、かつ、前記レジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
 フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70~180℃のものが好ましく、80~160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
 フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル化合物が好ましい。パーフルオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物、パーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
 さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2-ブチル-テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
 液浸媒体としては、コスト、安全性、環境問題、汎用性等の観点から、水が好ましく用いられる。
 アルカリ現像プロセスで現像処理に用いるアルカリ現像液としては、例えば0.1~10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液が挙げられる。
 溶剤現像プロセスで現像処理に用いる有機系現像液が含有する有機溶剤としては、(A)成分(露光前の(A)成分)を溶解し得るものであればよく、公知の有機溶剤の中から適宜選択できる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ニトリル系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤等の極性溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
 ケトン系溶剤は、構造中にC-C(=O)-Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC-C(=O)-O-Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤である。「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。ニトリル系溶剤は、構造中にニトリル基を含む有機溶剤である。アミド系溶剤は、構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は、構造中にC-O-Cを含む有機溶剤である。
 有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中のアルコール系溶剤、エーテル系溶剤のいずれにも該当するものとする。
 炭化水素系溶剤は、ハロゲン化されていてもよい炭化水素からなり、ハロゲン原子以外の置換基を有さない炭化水素溶剤である。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 有機系現像液が含有する有機溶剤としては、上記の中でも、極性溶剤が好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が好ましい。
 ケトン系溶剤としては、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)等が挙げられる。これらの中でも、ケトン系溶剤としては、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)が好ましい。
 エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-エチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2-エトキシブチルアセテート、4-エトキシブチルアセテート、4-プロポキシブチルアセテート、2-メトキシペンチルアセテート、3-メトキシペンチルアセテート、4-メトキシペンチルアセテート、2-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、4-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-エトキシプロピオネート、プロピル-3-メトキシプロピオネート等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。
 ニトリル系溶剤としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル等が挙げられる。
 有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
 界面活性剤を配合する場合、その配合量は、有機系現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%であり、0.005~2質量%が好ましく、0.01~0.5質量%がより好ましい。
 現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。
 溶剤現像プロセスで現像処理後のリンス処理に用いるリンス液が含有する有機溶剤としては、例えば前記有機系現像液に用いる有機溶剤として挙げた有機溶剤のうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用する。これらのなかでも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
 リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素原子数6~8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。具体的には、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも、1-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-ヘキサノールが好ましく、1-ヘキサノール、2-ヘキサノールがより好ましい。
 これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。但し、現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
 リンス液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
 界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001~5質量%であり、0.005~2質量%が好ましく、0.01~0.5質量%がより好ましい。
 リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該リンス処理の方法としては、例えば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
 以上説明した本実施形態のレジストパターン形成方法においては、上述したレジスト組成物が用いられているため、エッチング耐性をより高められるとともに、高感度化が図れ、かつ、パターンの膜減りが抑制されたレジストパターンを形成することができる。
 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
<樹脂成分の製造>
 レジスト組成物用の樹脂成分である高分子化合物を、以下に示すモノマーを用いて製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 ≪製造例1:高分子化合物(A1-1)の製造≫
 モノマー(m01)とモノマー(m101)とを、所定のモル比で用いてラジカル重合し、その後、脱保護反応を行うことにより、高分子化合物(A1-1)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 得られた高分子化合物(A1-1)について、重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を、GPC測定(標準ポリスチレン換算)により求めた。
 得られた高分子化合物(A1-1)について、共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))を、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C-NMR)により求めた。
 高分子化合物(A1-1):重量平均分子量(Mw)6100、分子量分散度(Mw/Mn)1.71、l/m=90/10(モル比)。
 ≪製造例2~4:高分子化合物(A1-2)~(A1-4)の製造≫
 モノマー(m01)とモノマー(m101)との配合比率を変更した以外は、製造例1と同様にして、ラジカル重合し、その後、脱保護反応を行うことにより、高分子化合物(A1-2)~(A1-4)をそれぞれ得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 得られた高分子化合物(A1-2)~(A1-4)について、重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を、GPC測定(標準ポリスチレン換算)により求めた。 得られた高分子化合物高分子化合物(A1-2)~(A1-4)について、共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))を、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C-NMR)により求めた。
 高分子化合物(A1-2):重量平均分子量(Mw)6000、分子量分散度(Mw/Mn)1.69、l/m=80/20(モル比)。
 高分子化合物(A1-3):重量平均分子量(Mw)6200、分子量分散度(Mw/Mn)1.70、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A1-4):重量平均分子量(Mw)6000、分子量分散度(Mw/Mn)1.74、l/m=40/60(モル比)。
 ≪製造例5~9:高分子化合物(A1-5)~(A1-9)の製造≫
 モノマー(m02)~モノマー(m06)のそれぞれと、モノマー(m101)とを、所定のモル比で用いた以外は、製造例1と同様にして、ラジカル重合し、その後、脱保護反応を行うことにより、高分子化合物(A1-5)~(A1-9)をそれぞれ得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 得られた高分子化合物(A1-5)~(A1-9)について、重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を、GPC測定(標準ポリスチレン換算)により求めた。 得られた高分子化合物高分子化合物(A1-5)~(A1-9)について、共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))を、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C-NMR)により求めた。
 高分子化合物(A1-5):重量平均分子量(Mw)6200、分子量分散度(Mw/Mn)1.72、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A1-6):重量平均分子量(Mw)6300、分子量分散度(Mw/Mn)1.69、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A1-7):重量平均分子量(Mw)6100、分子量分散度(Mw/Mn)1.70、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A1-8):重量平均分子量(Mw)6000、分子量分散度(Mw/Mn)1.71、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A1-9):重量平均分子量(Mw)6100、分子量分散度(Mw/Mn)1.73、l/m=60/40(モル比)。
 ≪製造例10~12:高分子化合物(A2-1)~(A2-3)の製造≫
 モノマー(m07)~モノマー(m09)のそれぞれと、モノマー(m101)とを、所定のモル比で用いた以外は、製造例1と同様にして、ラジカル重合し、その後、脱保護反応を行うことにより、高分子化合物(A2-1)~(A2-3)をそれぞれ得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 得られた高分子化合物(A2-1)~(A2-3)について、重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を、GPC測定(標準ポリスチレン換算)により求めた。 得られた高分子化合物高分子化合物(A2-1)~(A2-3)について、共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))を、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C-NMR)により求めた。
 高分子化合物(A2-1):重量平均分子量(Mw)6200、分子量分散度(Mw/Mn)1.73、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A2-2):重量平均分子量(Mw)6200、分子量分散度(Mw/Mn)1.72、l/m=60/40(モル比)。
 高分子化合物(A2-3):重量平均分子量(Mw)6300、分子量分散度(Mw/Mn)1.72、l/m=60/40(モル比)。
<レジスト組成物の調製>
 (実施例1~19、比較例1~4)
 表1~2に示す各成分を混合して溶解し、各例のレジスト組成物をそれぞれ調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000082
 表1~2中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
 (A)-1~(A)-9:上記の高分子化合物(A1-1)~(A1-9)。
 (A)-10~(A)-12:上記の高分子化合物(A2-1)~(A2-3)。
 (B)-1:下記化学式(B-1)で表される化合物からなる酸発生剤。
 (B)-2:下記化学式(B-2)で表される化合物からなる酸発生剤。
 (B)-3:下記化学式(B-3)で表される化合物からなる酸発生剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 (D)-1~(D)-5:下記化学式(D0-1)~(D0-5)でそれぞれ表される化合物からなる酸拡散制御剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
 (D)-6:下記化学式(D1-1)で表される化合物からなる酸拡散制御剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 (S)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40(質量比)の混合溶剤。
<レジストパターンの形成>
 ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。
 次に、前記レジスト膜に対し、電子線描画装置JEOL JBX-9300FS(日本電子株式会社製)を用い、加速電圧100kVにて、ターゲットサイズをライン幅50nmの1:1ラインアンドスペースパターン(以下「LSパターン」)とする描画(露光)を行った。その後、100℃で60秒間の露光後加熱(PEB)処理を行った。
 次いで、23℃にて、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液「NMD-3」(商品名、東京応化工業株式会社製)を用いて、60秒間のアルカリ現像を行った。
 その後、純水を用いて15秒間水リンスを行った。
 その結果、ライン幅50nmの1:1のLSパターンが形成された。
 [最適露光量(Eop)の評価]
 上記<レジストパターンの形成>によってターゲットサイズのLSパターンが形成される最適露光量Eop(μC/cm)を求めた。これを「Eop(μC/cm)」として表3に示した。
 [エッチング耐性の評価]
 ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。
 次いで、各レジスト膜に対し、ドライエッチング装置TCA-3822(商品名、東京応化工業株式会社製)を用い、CFガスで60秒間のドライエッチング処理を行った。 ドライエッチング処理前後のレジスト膜の膜厚から、残膜量を求めた。
 そして、各例のレジスト組成物を用いて形成されたレジスト膜の残膜量を、比較例1のレジスト組成物を用いて形成されたレジスト膜の残膜量を1.00とした時の相対値として表3に示した。これを「エッチング耐性」として表3に示した。
 [膜減りの評価]
 上記<レジストパターンの形成>における、PAB処理後の膜厚(大面積未露光部の膜厚)と、水リンス後の膜厚と、をそれぞれ測定し、その膜減り量を求めた。これを「減膜率(%)」として表3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000086
 表3に示す通り、実施例1~19のレジスト組成物は、比較例1、2及び4のレジスト組成物に比べて、エッチング耐性をより高められるとともに、高感度化が図れ、かつ、パターンの膜減りが抑制されたレジストパターンを形成できることが確認できた。
 比較例3のレジスト組成物については、レジスト膜全体がアルカリ現像液に溶解して、レジストパターンを形成することができなかった(表3中、No Patternと記載)。
 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

Claims (4)

  1.  露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、
     酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分(A1)と、
     下記一般式(d0-1)で表される化合物(D0)と、
    を含有し、
     前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a0-1)で表される構成単位(a0)を有する、レジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Xは、臭素原子又はヨウ素原子である。Rは、ヒドロキシ基、アルキル基、フッ素原子又は塩素原子である。nd1は、1~5の整数であり、nd2は、0~4の整数であり、1≦nd1+nd2≦5である。Ydは、2価の連結基又は単結合である。Mm+は、m価の有機カチオンを表す。mは、1以上の整数である。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、ハロゲン原子又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Vax0は、単結合又は2価の連結基である。Waは、置換置を有してもよい2価の芳香族炭化水素基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na0は、0~2の整数である。Ra00は、酸解離性基である。]
  2.  露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)をさらに含有する、請求項1に記載のレジスト組成物。
  3.  前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a10-1)で表される構成単位(a10)をさらに有する、請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、Rは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基又は炭素数1~5のハロゲン化アルキル基である。Yax1は、単結合又は2価の連結基である。Wax1は、(nax1+1)価の芳香族炭化水素基である。nax1は、1以上の整数である。]
  4.  支持体上に、請求項1~3のいずれか一項に記載のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有する、レジストパターン形成方法。
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