WO2023063203A1 - レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物及び化合物 - Google Patents

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WO2023063203A1
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carbon atoms
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acid
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広樹 加藤
秀一 石井
哲郎 藤波
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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, a resist pattern forming method, a polymer compound and a compound.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-166784 filed in Japan on October 11, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • 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. In the formation of a resist pattern, the behavior of an acid generated from an acid generator component upon exposure is also considered to be a factor that greatly affects lithography properties.
  • a wide variety of acid generators have been proposed for use in chemically amplified resist compositions. For example, 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.
  • Patent Document 1 proposes a resist composition containing a resin component having a structural unit containing an anionic group at the end of a side chain.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a resist composition capable of achieving high sensitivity and exhibiting good lithography properties such as LWR, and a method of forming a resist pattern using the resist composition. Make it an issue.
  • 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.
  • W is a polymerizable group.
  • Ar is an aromatic hydrocarbon group optionally having a substituent.
  • -OH is a hydroxy group.
  • La 0 is a divalent linking group.
  • Ya 0 is a divalent linking group which may have a single bond or a heteroatom.
  • Ra 01 and Ra 02 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
  • n0 is an integer of 1-4.
  • m is an integer of 1 or more, and M m+ is an m-valent organic cation.
  • 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 resist pattern forming method including a step of developing to form a resist pattern.
  • a third aspect of the present invention is a polymer compound having a structural unit (a0) derived from the compound represented by the general formula (a0).
  • a fourth aspect of the present invention is a compound represented by the general formula (a0).
  • the present invention it is possible to provide a resist composition with high sensitivity and good lithography properties such as LWR, and a method of forming a resist pattern using the resist composition.
  • 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).
  • 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 term "acid-dissociable group” 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) a group capable of cleaving the bond between the acid-labile group and an atom adjacent to the acid-labile group by decarboxylation after some bonds are cleaved by the action of an acid; and both.
  • the acid-labile group constituting 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.
  • 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.
  • the 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 .
  • the resist composition of this embodiment generates acid upon exposure, and the action of the acid changes its solubility in a developer.
  • a resist composition contains a base component (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) whose solubility in a developer changes under the action of acid.
  • the component (A) contains a resin component (A1) (hereinafter also referred to as “component (A1)”) whose solubility in a developer changes under the action of acid.
  • component (A1) has a structural unit (a0) derived from a compound represented by general formula (a0) described below.
  • 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.
  • the resist composition of the present embodiment may be for an alkali development process using an alkali developer for development treatment at the time of resist pattern formation, and a developer containing an organic solvent (organic developer) for the development treatment. for solvent development processes using
  • the (A) component preferably 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 (A) may be used singly or in combination of two or more.
  • Component (A1) is a resin component whose solubility in a developer changes under the action of an acid.
  • Component (A1) preferably has a structural unit (a0) described later and a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid.
  • the component (A1) may have other structural units as necessary.
  • the structural unit (a0) is a structural unit derived from a compound represented by general formula (a0) below.
  • W is a polymerizable group.
  • Ar is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • -OH is a hydroxy group.
  • La 0 is a divalent linking group.
  • Ya 0 is a divalent linking group which may have a single bond or a heteroatom.
  • Ra 01 and Ra 02 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
  • n0 is an integer of 1-4.
  • m is an integer of 1 or more, and M m+ is an m-valent organic cation.
  • the "polymerizable group" in W is a group that enables a compound having a polymerizable group to polymerize by radical polymerization or the like, for example a carbon atom such as an ethylenic double bond
  • a group containing multiple bonds between “Derived from the compound represented by the general formula (a0)” means that the multiple bond in the polymerizable group is cleaved to form the main chain.
  • a monomer having an ethylenic double bond it means that the ethylenic double bond is cleaved and single bonds between carbon atoms form the main chain.
  • Examples of the polymerizable group in W include a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a fluorovinyl group, a difluorovinyl group, a trifluorovinyl group, a difluorotrifluoromethylvinyl group, a trifluoroallyl group, and a perfluoroallyl group.
  • the polymerizable group may be a group composed only of a polymerizable group, or a group composed of a polymerizable group and a group other than the polymerizable group.
  • Groups other than the polymerizable group include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like.
  • R X11 , R X12 and R X13 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • Ya x0 is a single bond or a divalent is a linking group of
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R X11 , R X12 and R X13 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, 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 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.
  • 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 1 X11 and R 1 X12 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. , a methyl group is more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
  • R 13 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 more preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
  • the divalent linking group for Ya x0 is not particularly limited, but is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, or the like. It is mentioned as.
  • Ya x0 is an optionally substituted divalent hydrocarbon group
  • the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the 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 a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.
  • 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.
  • polycycloalkane examples include decalin, perhydroazulene, perhydroanthracene, steroid Examples thereof include polycycloalkanes having a condensed ring system polycyclic skeleton, such as a ring structure having a skeleton.
  • Ya x0 shares the carbon atoms in the polymerizable group in W to form an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the above structure.
  • 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, and most 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 most preferred.
  • 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.
  • a part of the carbon atoms constituting the ring structure of the cyclic aliphatic hydrocarbon group 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 12 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.
  • Specific examples of the aromatic hydrocarbon group 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 arylal
  • 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, and most 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. preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • 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 An integer is preferred, an integer from 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is more preferred, and 1 is most preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group for Ar 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 12 carbon atoms.
  • Specific examples of aromatic rings include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, azulene, and acenaphthylene; heterocycles and the like.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle includes oxygen atom, sulfur atom, nitrogen atom and the like.
  • aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
  • Specific examples of the aromatic hydrocarbon group for Ar include groups obtained by removing three hydrogen atoms from the above aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring; aromatic compounds containing two or more aromatic rings (e.g., biphenyl, fluorene, etc.) ) from which three hydrogen atoms have been removed; a group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is substituted with an alkylene group (e.g., a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, arylalkyl groups such as 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc.), and groups obtained by further removing one hydrogen
  • Ar is preferably a group obtained by removing three hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene, more preferably a group obtained by removing three hydrogen atoms from benzene or naphthalene.
  • a group obtained by removing three hydrogen atoms from is more preferable.
  • the aromatic hydrocarbon group in Ar has at least one hydroxy group (--OH) as a substituent. That is, Ar has at least one phenolic hydroxyl group.
  • the bonding position of the hydroxy group in Ar is not particularly limited, the para position of W is preferred.
  • substituents that the aromatic hydrocarbon group in Ar may have include a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an oxo group, an amino group, an alkylamino group, a cyano group, a mercapto group, an alkylthio groups, sulfo groups, and the like.
  • a sulfonyl group ( --SO.sub.2-- ) may be further linked to this combination.
  • Such divalent linking groups include, for example, linking groups represented by general formulas (L-al-1) to (L-al-8) below.
  • the bonds to Ar in the above formula (a0) are the following general formulas (L-al-1) to (L- al-8) is V' 101 .
  • 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.
  • La 0 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, and the above formulas (L-al-1) to (L-al-5), (L-al -8) is more preferred, and a connecting group of (L-al-3) or (L-al-8) is even more preferred.
  • the bonding position of La 0 to Ar is not particularly limited, but the meta position of W is preferred.
  • the divalent linking group for Ya 0 is not particularly limited, but includes a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like. It is preferably mentioned.
  • a divalent hydrocarbon group which may have a substituent When Ya 0 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 Ya 0 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 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms. , more preferably 1 to 4 carbon atoms, 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 3 carbon atoms. 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 -
  • 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. includes 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. , 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 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 12 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 an acyl group.
  • the substituent alkyl group, acyl group, etc. preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • Y 021 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, and a methylene group or an ethylene group.
  • Y 022 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, 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.
  • Ya 0 is preferably a single bond or a linear or branched alkyl group, more preferably a single bond.
  • the fluorinated alkyl group for Ra 01 and Ra 02 is preferably a linear or branched fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably a trifluoromethyl group.
  • at least one of Ra 01 and Ra 02 bonded to the carbon atom adjacent to SO 3 — is preferably a fluorine atom from the viewpoint of acid strength.
  • n0 is preferably 1-3.
  • 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 group for R 201 to R 207 and R 211 to R 212 preferably has 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, 6 to 10 carbon atoms are 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. and aromatic heterocycles.
  • 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. groups substituted with groups (for example, arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group, etc.), 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.
  • the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 includes an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure.
  • an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in this structure an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aliphatic hydrocarbon ring), an alicyclic hydrocarbon group having a 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.
  • 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.
  • 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.
  • a fluorine atom is preferable as a halogen atom as a substituent.
  • 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.
  • 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 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 substituent(s), the chain alkyl group optionally having substituent(s), or the chain alkenyl group optionally having substituent(s) for R′ 201 are other than those mentioned above.
  • a cyclic group optionally having a substituent or a chain alkyl group optionally having a substituent, the same as the acid dissociable group represented by the formula (a1-r-2) described later. 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; Lactone-containing cyclic groups represented by the above; and -SO 2 -containing cyclic groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) described below 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, particularly a 5- to 7-membered ring including a sulfur atom.
  • the formed ring include thiophene ring, thiazole ring, benzothiophene ring, benzothiophene ring, dibenzothiophene ring, 9H-thioxanthene ring, thioxanthone ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, and tetrahydrothiophenium.
  • ring, tetrahydrothiopyranium ring, and the like are examples of the formed ring.
  • 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 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for R 101 in formula (b-1) above.
  • the alkylene group and alkenylene group for Y 201 include groups obtained by removing one hydrogen atom from the groups exemplified as the chain alkyl group and chain alkenyl group for R 101 in the above formula (b-1). .
  • 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 Ya 21 in the above general formula (a2-1). 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) include cations represented by the following chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-70).
  • g1, g2 and g3 represent the number of repetitions, g1 is an integer of 1-5, g2 is an integer of 0-20, and g3 is an integer of 0-20. ]
  • 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 general formulas (ca-5-1) to (ca-5-3) below.
  • the cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by general formula (ca-1).
  • the cation represented by the general formula (ca-1) in which the aryl group, alkyl group or alkenyl group in R 201 to R 203 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl as a substituent Cations with groups are more preferred.
  • the structural unit (a0) is preferably a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (a0-1).
  • W is a polymerizable group.
  • Ya 0 is a single bond or a linear or branched alkylene group.
  • Ra 01 and Ra 02 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
  • n0 is an integer of 1-4.
  • m is an integer of 1 or more, and M m+ is an m-valent organic cation.
  • W, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 , n0, m and M m+ are W, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 , n0, Same as m and M m+ .
  • 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, preferably a hydrogen atom.
  • m and M m+ are the same as m and M m+ in the general formula (a0).
  • the structural unit (a0) is preferably a structural unit represented by any one of the above formulas (a0-1-1) to (a0-1-6).
  • 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) is preferably 1 to 50 mol%, preferably 5 to 40 mol%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). is more preferred, 10 to 30 mol % is even more preferred, and 15 to 25 mol % is particularly preferred.
  • the ratio of the structural unit (a0) is at least the lower limit of the above preferred range, the sensitivity of the resist composition tends to be enhanced.
  • the ratio of the structural unit (a0) is set to the lower limit of the preferable range or less, lithography properties such as LWR tend to be good.
  • the structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of acid.
  • 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 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” and "tertiary alkyloxycarbonyl acid dissociable group”.
  • Acetal-type acid-labile group Among the polar groups, the acid-dissociable group that protects the carboxy group or hydroxyl group includes, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as "acetal-type acid-dissociable group" There is a thing.) is mentioned.
  • Ra' 1 and Ra' 2 are a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Ra' 3 is a hydrocarbon group, and Ra' 3 may combine with either Ra' 1 or Ra' 2 to form a ring.
  • 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 even 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.
  • the 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.
  • 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 12 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.
  • aromatic heterocycles include pyridine rings and thiophene rings.
  • 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 of the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and 1 carbon atom. is particularly preferred.
  • the cyclic hydrocarbon group in Ra' 3 may have a substituent.
  • this substituent include -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 collectively referred to as “Ra x5 ”) 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 1 having 6 to 30 carbon atoms. is a valent aromatic 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 6 to 30 carbon atoms. is a divalent 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. be done.
  • 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 tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group, 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. .
  • 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 acid-dissociable group protecting the carboxy group includes, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2).
  • an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-2) those composed of alkyl groups may hereinafter be referred to as "tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups" for convenience. .
  • each of Ra' 4 to Ra' 6 is a hydrocarbon group, and Ra' 5 and Ra' 6 may combine with each other to form a ring.
  • the hydrocarbon group for Ra'4 includes a linear or branched alkyl group, a chain or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
  • Linear or branched alkyl groups and cyclic hydrocarbon groups (monocyclic aliphatic hydrocarbon groups, polycyclic aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups, etc.) in Ra′ 4 ) is the same as the above Ra'3 .
  • the chain or cyclic alkenyl group for Ra'4 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms. Examples of hydrocarbon groups for Ra' 5 and Ra' 6 include the same groups as those for Ra' 3 above.
  • Ra' 10 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be partially substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group indicates Ra' 11 represents a group that forms an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which Ra' 10 is attached.
  • Ya is a carbon atom.
  • Xa is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Ya. Some or all of the hydrogen atoms of this cyclic hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra 101 to Ra 103 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; be. 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 101 to Ra 103 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 104 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. 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. ]
  • Ra' 10 is a linear or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms which may be partially substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group. is the base.
  • the linear alkyl group for Ra' 10 has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the branched chain alkyl group for Ra' 10 include those similar to those for Ra' 3 above.
  • Some of the alkyl groups in Ra' 10 may be substituted with halogen atoms or heteroatom-containing groups.
  • some of the hydrogen atoms constituting the alkyl group may be substituted with halogen atoms or heteroatom-containing groups.
  • some of the carbon atoms (methylene group, etc.) constituting the alkyl group may be substituted with a heteroatom-containing group.
  • the heteroatom as used herein includes an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • Ra' 11 (the aliphatic cyclic group formed with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded) is the monocyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1)
  • the group exemplified as the aliphatic hydrocarbon group (alicyclic hydrocarbon group) which is a polycyclic group is preferable.
  • a monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferable, and specifically, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are more preferable.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya includes a cyclic monovalent hydrocarbon group (aliphatic (hydrocarbon group) from which one or more hydrogen atoms have been further removed.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya may have a substituent. Examples of this substituent include those similar to the substituents that the cyclic hydrocarbon group in the above Ra' 3 may have.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 101 to Ra 103 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 101 to Ra 103 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, monocyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as cyclodecyl group and cyclododecyl group; bicyclo[2.2.2]octanyl group, tricyclo[5.2.1.02,6]decanyl group, tricyclo[3.3.
  • Ra 101 to Ra 103 are preferably a hydrogen atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a hydrogen atom is more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
  • Examples of the substituents possessed by the chain saturated hydrocarbon groups or aliphatic cyclic saturated hydrocarbon groups represented by Ra 101 to Ra 103 include the same groups as the aforementioned Ra x5 .
  • Examples of the group containing a carbon-carbon double bond produced by bonding two or more of Ra 101 to Ra 103 to form a cyclic structure include 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 preferable from the viewpoint of ease of synthesis.
  • the aliphatic cyclic group formed by Xaa together with Yaa is a monocyclic group or polycyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1).
  • the groups mentioned as hydrogen groups are preferred.
  • examples of the aromatic hydrocarbon group for Ra 104 include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 5 to 30 carbon atoms.
  • Ra 104 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or phenanthrene.
  • Preferred is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene, more preferred is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene or naphthalene, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene is particularly preferred. Most preferred.
  • Substituents that Ra 104 in formula (a1-r2-3) may have include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, an alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, and the like.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for Ra' 12 and Ra' 13 includes the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for Ra 101 to Ra 103 above. The same as the hydrocarbon 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 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 preferably a methyl group. .
  • examples of the substituents include groups similar to the above Ra x5 .
  • 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.
  • the 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 Ra104 .
  • 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 even more preferable, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene is particularly preferable, 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 104 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 that protects the hydroxyl group includes, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-3) (hereinafter referred to as a tertiary alkyloxycarbonyl acid-dissociable group ) can be 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 an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the total number of carbon atoms in 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
  • 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 preferable.
  • 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 an n a2 + monovalent hydrocarbon group
  • n a2 is an integer of 1 to 3
  • Ra 2 is represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3) is an acid-dissociable group.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, 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 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.
  • 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 most preferably a hydrogen atom or a methyl group in terms of industrial availability.
  • the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 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 1 to 4 carbon atoms. 3 is 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 preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, still more preferably 3 or 4 carbon atoms, and 3 carbon atoms. 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
  • 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. adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
  • the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group for Va 1 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 12 carbon atoms. preferable.
  • 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 (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.
  • 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 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 valences, more preferably 2 or 3 valences.
  • Ra 2 is an acid dissociable group represented by general formula (a1-r-1) or (a1-r-3) above.
  • 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 structural unit (a1) one containing a structural unit represented by the following general formula (a1-1-1) is particularly preferable.
  • Ra 1 ′′ is an acid dissociable group represented by general formula (a1-r2-1), (a1-r2-3) or (a1-r2-4).
  • R, Va 1 and n a1 are the same as R, Va 1 and n a1 in formula (a1-1).
  • the explanation of the acid dissociable group represented by general formula (a1-r2-1), (a1-r2-3) or (a1-r2-4) is as described above. Among them, it is preferable to select one in which the acid-dissociable group is a cyclic group because it is suitable for EB or EUV because of its increased reactivity.
  • Ra 1 ′′ is preferably an acid dissociable group represented by the general formula (a1-r2-1).
  • the ratio of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 5 to 99 mol%, preferably 10 to 95 mol%, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). is more preferred, 30 to 90 mol % is even more preferred, and 40 to 85 mol % is particularly preferred.
  • lithography properties such as sensitivity, CDU, resolution, and improvement of roughness are improved.
  • it is at most the upper limit of the above preferable range the balance with other structural units can be achieved, and various lithography properties will be improved.
  • the component (A1) may have other structural units as necessary.
  • Other structural units include, for example, a structural unit (a10) represented by general formula (a10-1) described below; a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group; Structural units (a8) derived from the represented compounds, and the like.
  • the structural unit (a10) is a structural unit represented by general formula (a10-1) 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 x1 is a single bond or a divalent linking group.
  • Wa x1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • 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 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 preferred, 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 is preferably a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, or the like. It is mentioned as.
  • Wa x1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • 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 here is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n+2 ⁇ electrons.
  • 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.
  • 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 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 (n ax1 +1) hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene or biphenyl, and a group obtained by removing ( nax1 +1) hydrogen atoms from benzene or naphthalene. is more preferred, and a group obtained by removing (n ax1 +1) hydrogen atoms from benzene is even 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 5 to 95 mol % is preferred, 10 to 90 mol % is more preferred, 10 to 70 mol % is even more preferred, and 10 to 60 mol % is particularly preferred.
  • the proportion of the structural unit (a10) is more likely to be enhanced.
  • the upper limit or less it becomes easier to balance with other structural units.
  • the component (A1) comprises, in addition to the structural unit (a0) and the structural unit (a1), a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group (excluding those corresponding to the structural unit (a1)) may have
  • the lactone-containing cyclic group of the structural unit (a2) is effective in enhancing the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used to form the resist film.
  • 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.
  • 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 both a hydrogen atom, an alkyl group, and a lactone-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.
  • 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 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 2 —, etc.
  • 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.
  • 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.
  • R is the same as above.
  • 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.
  • groups represented by the aforementioned general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) are preferably exemplified.
  • the groups represented by the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), or (a2-r-6) are preferable, and the groups represented by the general formula (a2-r-2) is more preferred.
  • 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), any group is preferable, and any group represented by any of the chemical formulas (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18) is more preferable, and any one of the groups represented by the chemical formulas (r-lc-2-1) and (r-lc-2-12) is more preferable.
  • the structural unit (a2) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the ratio of the structural unit (a2) is 5 to 60 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). is preferably 10 to 60 mol %, more preferably 20 to 60 mol %, and particularly preferably 30 to 60 mol %.
  • 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 structural unit (a8) is a structural unit derived from a compound represented by general formula (a8-1) below.
  • W 2 is a polymerizable group-containing group.
  • Ya x2 is a single bond or a (n ax2 +1)-valent linking group. Ya x2 and W2 may form a condensed ring.
  • R 1 is a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
  • R 2 is an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may have a fluorine atom or a hydrogen atom.
  • R 2 and Ya x2 may be bonded to each other to form a ring structure.
  • n ax2 is an integer of 1-3.
  • the “polymerizable group” in the polymerizable group-containing group of W 2 is a group that enables a compound having a polymerizable group to polymerize by radical polymerization or the like, for example, an ethylenic double bond between carbon atoms refers to a group containing a multiple bond of
  • the polymerizable group-containing group may be a group composed only of a polymerizable group, or a group composed of a polymerizable group and a group other than the polymerizable group.
  • Groups other than the polymerizable group include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, and the like.
  • R X11 , R X12 and R X13 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Ya x0 is a single bond or a divalent is a linking group of
  • the condensed ring formed by Ya x2 and W2 includes the condensed ring formed by the polymerizable group at W2 and Yax2 , and the condensed ring formed by a group other than the polymerizable group at W2 and Yax2 .
  • a condensed ring is mentioned.
  • the condensed ring formed by Ya x2 and W2 may have a substituent.
  • R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group.
  • the structural unit (a8) has chemical formulas (a8-1-01) to (a8-1-04), (a8-1-06), (a8-1-08), (a8-1- 09), (a8-1-10) is preferably at least one selected from the group consisting of structural units represented by chemical formulas (a8-1-01) to (a8-1-04), (a8- At least one selected from the group consisting of structural units represented by 1-09) is more preferred.
  • the structural unit (a8) contained in component (A1) may be of one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (a8) is 1 to 50 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). is preferably 5 to 45 mol %, and even more preferably 5 to 40 mol %.
  • the component (A1) contained in the resist composition may be used alone or in combination of two or more.
  • the (A1) component includes a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a0) and the structural unit (a1), preferably the structural unit (a0) and the structural unit ( A polymer compound having a repeating structure of a1) and a structural unit (a10) can be mentioned.
  • a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a0) and the structural unit (a1), the structural unit (a0), the structural unit (a1), and the structural unit (a10) Polymer compounds having a repeating structure of are preferably exemplified.
  • the proportion of the structural unit (a0) is relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. is preferably 1 to 50 mol %, more preferably 5 to 40 mol %, even more preferably 10 to 30 mol %, particularly preferably 15 to 25 mol %.
  • the proportion of the structural unit (a1) in the polymer compound is preferably 50 to 99 mol%, preferably 60 to 95 mol, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. %, more preferably 70 to 90 mol %, particularly preferably 75 to 85 mol %.
  • the ratio of the structural unit (a0) is the total of all structural units constituting the polymer compound ( 100 mol%), preferably 1 to 35 mol%, more preferably 3 to 30 mol%, even more preferably 5 to 25 mol%, particularly 10 to 20 mol% preferable.
  • the ratio of the structural unit (a1) in the polymer compound is preferably 45 to 90 mol%, preferably 50 to 85 mol, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. %, more preferably 55 to 80 mol %, particularly preferably 60 to 75 mol %.
  • the ratio of the structural unit (a10) in the polymer compound is preferably 5 to 35 mol%, more preferably 5 to 30 mol, relative to the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. %, more preferably 5 to 25 mol %, particularly preferably 10 to 20 mol %.
  • Such component (A1) is obtained by dissolving a monomer that induces each structural unit in a polymerization solvent, and adding a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl azobisisobutyrate (eg, V-601, etc.) to the polymerization solvent. It can be produced by adding an agent and polymerizing.
  • the component (A1) is a monomer that induces the structural unit (a1) and, if necessary, a monomer that induces a structural unit other than the structural unit (a1) (for example, the structural unit (a10)).
  • a copolymer into which a hydroxyalkyl group is introduced in which a portion of the hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a fluorine atom, reduces development defects and improves LER (line edge roughness: non-uniform irregularities on the side wall of a line). is effective in reducing
  • the weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1000 to 50000, more preferably 2000 to 30000, and 3000 to 20,000 is more preferred.
  • Mw of the component (A1) is less than the preferable upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is more than the preferable lower limit of this range, it has dry etching resistance and The cross-sectional shape of the resist pattern is good.
  • the dispersity (Mw/Mn) of component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and particularly preferably 1.0 to 2.0. .
  • Mn shows a 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 proportion is 25% by mass or more, a resist pattern having excellent various lithography properties such as high sensitivity, resolution, and improvement in roughness can be easily formed.
  • 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 resist composition of the present embodiment further contains an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure.
  • the 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.
  • An adamantyl group and a norbornyl group are more preferred, and an adamantyl group is particularly preferred.
  • 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 bonds 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 Examples thereof include heterocyclic groups represented by formulas (r-hr-1) to (r-hr-6).
  • 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); and heterocyclic groups.
  • 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.
  • the 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; 7); the —SO 2 —-containing cyclic groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are preferred, and polycycloalkanes A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from or —SO 2 —containing cyclic groups represented by the general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) are more preferable, and an adamantyl group or A --SO 2 --containing cyclic group represented by the general formula (a5-r-1) is more preferred.
  • the substituent is preferably a hydroxyl group.
  • 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 above 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 aliphatic cyclic group, a monovalent heterocyclic group represented by each of the above chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-6) A cyclic group, a condensed cyclic group represented by the above formula (r-br-1) or (r-br-2), or a chain alkyl group which may have a substituent.
  • R′′ 102 is an optionally substituted aliphatic cyclic group, the condensed cyclic group represented by the formula (r-br-1) or (r-br-2), the general formula (a2-r- 1), lactone-containing cyclic groups represented by (a2-r-3) to (a2-r-7), respectively, or the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively -SO 2 -containing cyclic group represented.
  • 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′′ 103 is the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group for the cyclic hydrocarbon group for R 101 in the formula (b-1).
  • Preferred 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-2) are particularly preferred.
  • M m+ represents an m-valent onium cation, and is the same as M m+ in general formula (a0) above. .
  • 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) above.
  • the cation moiety ((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 component (B) is preferably less than 40 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, and 3 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). is more preferred.
  • the pattern formation is sufficiently performed.
  • the resist composition of the present embodiment preferably does not contain component (B).
  • the resist composition of this embodiment may further contain other components in addition to the components (A) and (B) described above.
  • Other components include, for example, the following components (D), (E), (F), and (S).
  • the resist composition of the present embodiment further contains a base component (hereinafter referred to as "(D) component”) that traps acid generated by exposure (that is, controls acid diffusion). ”) is preferably contained.
  • Component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure in the resist composition.
  • Component (D) includes, for example, a photodegradable base (D1) that decomposes upon exposure to lose acid diffusion controllability (hereinafter referred to as "(D1) component”), and a nitrogen-containing organic base that does not fall under component (D1).
  • Compound (D2) (hereinafter referred to as "component (D2)") and the like.
  • component (D1) 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.
  • the component (D1) is not particularly limited as long as it is decomposed by exposure to light and loses the acid diffusion controllability.
  • a compound represented by the following general formula (d1-2) hereinafter referred to as “(d1-2) component”
  • d1-3 a compound represented by the following general formula (d1- 3)
  • One or more compounds selected from the group consisting of "components" are 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 examples thereof are the same as those for R' 201 above. 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 aromatic hydrocarbon group in Rd 1 in formula (d3-1), an aliphatic cyclic group , or V′ 101 in the above general formulas (y-al-1) to (y-al-7) is bonded to a carbon atom constituting a 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 a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
  • a 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.
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • the same cations as the cations represented by the general formulas (ca-1) to (ca-3) are preferably exemplified, and the organic cations represented by the general formula (ca-1) are A cation is more preferred, and a cation represented by each of the above formulas (ca-1-1) to (ca-1-113) is 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 It is a 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. Each of these is a divalent hydrocarbon group optionally having a substituent, a heteroatom-containing 2 The same as the valence linking group can be mentioned.
  • 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.
  • the (D1) component preferably contains the above (d1-1) component.
  • the content of component (d1-1) is preferably 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and 90% by mass. % by mass or more is more preferable, and the component (D) may consist of the compound (d1-1) component only.
  • (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, 2,6-di-tert -butylpyridine 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. 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 (A). is more preferred.
  • the resist composition of the present embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as "(F) component”) as a hydrophobic resin.
  • Component (F) is used to impart water repellency to the resist film, and can improve lithography properties by being used as a resin separate from component (A).
  • component (F) for example, JP-A-2010-002870, JP-A-2010-032994, JP-A-2010-277043, JP-A-2011-13569, JP-A-2011-128226. can be used.
  • More specific examples of 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.
  • nf 1 is an integer of 0 to 5
  • Rf 101 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.
  • nf 1 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 (A). 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 a resin component (A1) having a structural unit (a0) derived from a compound represented by general formula (a0).
  • a resin component (A1) having a structural unit (a0) derived from a compound represented by general formula (a0).
  • —C(Ra 01 )(Ra 02 )—SO 3 ⁇ (M m+ ) 1/m at the side chain terminal in general formula (a0) functions as an acid generator.
  • the structural unit (a0) functions as a proton source because the hydroxyl group (--OH) bonded to Ar in the general formula (a0) is a phenolic hydroxyl group.
  • Acid generator group —C(Ra 01 )(Ra 02 )—SO 3 ⁇ (M m+ ) 1/m and proton source (hydroxy group (—OH) bonded to Ar) coexist in structural unit (a0) Therefore, it is presumed that the protons generated from the proton source reliably react with the acid generator groups, contributing to the enhancement of sensitivity. Further, the structural unit (a0) contains an acid generator group —C(Ra 01 )(Ra 02 )—SO 3 ⁇ (M m+ ) 1/m and a proton source (a hydroxy group (—OH) bonded to Ar). It is presumed that the coexistence improves the in-film uniformity and contributes to the improvement of the lithography properties such as LWR. Combined with the above effects, the resist composition of the present embodiment is expected to achieve high sensitivity and form a resist pattern with good lithography properties such as LWR.
  • 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 resist pattern forming method of the present embodiment described above since the resist composition described above is used, it is possible to achieve high sensitivity and form a resist pattern with good CDU.
  • the material does not contain impurities such as metals, metal salts containing halogens, acids, alkalis, components containing sulfur atoms or phosphorus atoms.
  • impurities containing metal atoms include Na, K, Ca, Fe, Cu, Mn, Mg, Al, Cr, Ni, Zn, Ag, Sn, Pb, Li, and salts thereof. can.
  • the content of impurities contained in these materials is preferably 200 ppb or less, more preferably 1 ppb or less, still more preferably 100 ppt (parts per trillion) or less, particularly preferably 10 ppt or less, and substantially free (of the measuring device). below the detection limit) is most preferred.
  • a polymer compound according to the third aspect of the present invention is a polymer compound having a structural unit (a0) derived from the compound represented by the general formula (a0).
  • the polymer compound according to this embodiment is the same as the resin component (A1) described in the resist composition according to the first aspect.
  • the polymer compound of this embodiment can also be suitably used as a resin component of a resist composition.
  • the compound according to the fourth aspect of the present invention is a compound represented by the general formula (a0) (hereinafter also referred to as "compound (am0)").
  • the compound (am0) is the same as the compound that induces the structural unit (a0) described in the resist composition according to the first aspect.
  • structural units represented by any of the above formulas (am0-1) to (a0m-6) are preferable as the structural unit (a0).
  • step A a compound represented by the following general formula (C-1) (hereinafter also referred to as “compound (C1)”) and a compound represented by the following general formula (C-2) (hereinafter referred to as “compound (C2)”) is subjected to a condensation reaction to obtain a compound (am0p) represented by the following general formula (am0-p) (hereinafter also referred to as “compound (am0p)”).
  • W is a polymerizable group.
  • Ar is an aromatic hydrocarbon group optionally having a substituent.
  • -OH is a hydroxy group.
  • One of a and b is a hydroxy group and the other is a carboxy group.
  • Ya 0 is a divalent linking group which may have a single bond or a heteroatom.
  • Ra 01 and Ra 02 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
  • n0 is an integer of 1-4.
  • m' is an integer of 1 or more, and M m ' + is an m-valent organic ammonium cation or a metal cation.
  • W, Ar, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 and n0 are the same as W, Ar, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 and n0 in the general formula (a0).
  • m' is an integer of 1 or more
  • M m ' + is an m-valent organic ammonium cation or a metal cation.
  • the metal cation include alkali metal cations such as sodium cations and potassium cations, alkaline earth metal cations such as calcium cations, and the like.
  • organic ammonium cation examples include a cation represented by the following general formula (ca-p-1), a cation represented by the following general formula (ca-p-2), and the like.
  • R 1 to R 4 are each independently a hydrocarbon group optionally having a substituent or a hydrogen atom. However, at least one of R 1 to R 4 is a hydrocarbon group which may have a substituent.
  • R 11 is a group that forms an aromatic ring together with the nitrogen atom to which R 11 is bonded
  • R 12 is an alkyl group or a halogen atom
  • y is an integer of 0-5.
  • R 1 to R 4 are each independently a hydrocarbon group optionally having a substituent or a hydrogen atom.
  • the hydrocarbon groups for R 1 to R 4 are each independently preferably a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the total number of carbon atoms of the hydrocarbon groups in R 1 to R 4 is preferably 1-20, more preferably 3-18, even more preferably 4-15.
  • the hydrocarbon group includes a linear or branched alkyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
  • the linear or branched alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a linear alkyl group is more preferred.
  • the cyclic hydrocarbon group may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic 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.
  • a phenyl group is preferable as the cyclic aromatic hydrocarbon group.
  • R 11 is a group that forms an aromatic ring together with the nitrogen atom to which R 11 is bonded.
  • the aromatic ring is preferably a 4- to 7-membered ring, more preferably a 4- to 6-membered ring, even more preferably a 6-membered ring.
  • R 12 is an alkyl group, and includes the same linear or branched alkyl groups as the above R 1 to R 4 .
  • y is an integer of 0 to 5, preferably 1 or 0, more preferably 0.
  • the condensation reaction in step A may be performed in the presence of a condensing agent and a basic catalyst (additive).
  • condensing agents include 1,1′-carbonyldiimidazole, N,N′-dicyclohexylcarbodiimide, N,N′-diisopropylcarbodiimide (DIC), 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, carbonyldiimidazole (CDI) and the like.
  • basic catalysts include tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine and tributylamine; aromatic amines such as pyridine, pyrrolidinopyridine and 4-(dimethylamino)pyridine (DMAP); and diazabicyclononene. (DBN), diazabicycloundecene (DBU) and the like.
  • condensation reaction in step A may be performed in the presence of an acid catalyst.
  • acid catalysts include diphosphorus pentoxide and methanesulfonic acid.
  • the reaction time in step A is, for example, preferably 5 minutes to 24 hours, more preferably 10 minutes to 10 hours, even more preferably 10 minutes to 5 hours.
  • the reaction temperature in step A is preferably 0 to 80°C, more preferably 10 to 70°C.
  • reaction solvents in step A include dichloromethane, dichloroethane, chloroform, diethyl ether, tetrahydrofuran, N,N-dimethylformamide, acetonitrile, propionitrile, N,N'-dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide.
  • the compound in the reaction solution may be isolated and purified.
  • Conventionally known methods can be used for isolation and purification, and for example, concentration, solvent extraction, distillation, crystallization, recrystallization, chromatography and the like can be used in combination as appropriate.
  • step B the compound (am0p) described above and the compound represented by the following general formula (C-3) are subjected to an ion exchange reaction to obtain a compound (am0) represented by the following general formula (am01-1) ( Hereafter, it is a step of obtaining a “compound (am01-1)”).
  • W is a polymerizable group.
  • Ar is an aromatic hydrocarbon group optionally having a substituent.
  • -OH is a hydroxy group.
  • Ya 0 is a divalent linking group which may have a single bond or a heteroatom.
  • Ra 01 and Ra 02 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
  • n0 is an integer of 1-4.
  • m' is an integer of 1 or more, and M m ' + is an m-valent organic ammonium cation or a metal cation.
  • m is an integer of 1 or more, and M m+ is an m-valent organic cation.
  • W, Ar, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 , n0, m and M m+ are W, Ar, Ya 0 , Ra 01 , Ra 02 , n0, m and Similar to M m+ .
  • m' and M m ' + are the same as m' and M m ' + in the above formula (am0p).
  • X 1 ⁇ is a counter anion.
  • Examples of X ⁇ include ions that can become an acid with a lower acidity than the compound (am0p) . , PF 6 ⁇ , ClO 4 ⁇ and the like.
  • the reaction time in step B is, for example, preferably 0.5 minutes or more and 24 hours or less, more preferably 5 minutes or more and 12 hours or less, and even more preferably 10 minutes or more and 3 hours or less.
  • the reaction temperature in step B is preferably 0 to 50°C, more preferably 10 to 30°C.
  • the reaction solvent in step B is preferably, for example, a mixed solvent of an organic solvent and water.
  • the organic solvent include ketone solvents such as cyclohexanone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone; ether solvents such as diethyl ether, t-butyl methyl ether and diisopropyl ether; tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, dichloromethane (methylene chloride), 1 , 2-dichloroethane; ester solvents such as ethyl acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; propionitrile; and mixed solvents thereof.
  • ketone solvents such as cyclohexanone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone
  • ether solvents such as diethyl ether, t-butyl methyl ether and diisopropyl ether
  • the compound in the reaction solution may be isolated and purified.
  • Conventionally known methods can be used for isolation and purification, and for example, concentration, solvent extraction, distillation, crystallization, recrystallization, chromatography and the like can be used in combination as appropriate.
  • the structures of the compounds obtained as described above are determined by 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, 13 C-NMR spectroscopy, 19 F-NMR spectroscopy, infrared absorption (IR) spectroscopy, mass spectrometry (MS ) method, elemental analysis method, X-ray crystal diffraction method, and other general organic analysis methods.
  • the raw materials used in each process may be commercially available or synthesized.
  • the compound of this embodiment is useful for producing the polymer compound of the third aspect.
  • the temperature was raised to 60°C in a water bath and aged for 4 hours. Cooled to 30° C. with an ice bath. 80.0 g of ion-exchanged water and 80.0 g of methylene chloride were placed in a four-necked flask and stirred. After stirring was stopped, the mixture was transferred to a separating funnel and the aqueous layer was discharged. Further, it was washed with 80.0 g of ion exchange. The organic layer was concentrated with a rotary evaporator to obtain 23.7 g of oily compound (pre-m01).
  • the temperature was raised to 60° C. in a water bath and aged for 4 hours. After that, it was cooled to 30°C in an ice bath.
  • 240.0 g of ion-exchanged water and 240.0 g of methylene chloride were placed in a four-necked flask and stirred. After stirring was stopped, the mixture was transferred to a separating funnel and the aqueous layer was discharged. Further, it was washed with 240.0 g of ion exchange.
  • the organic layer was concentrated with a rotary evaporator to obtain 68.4 g of an oily substance. Subsequently, the oily substance was dissolved in 205.2 g of methanol and cooled to obtain 19.5 g of white crystal compound (pre-m02).
  • the obtained compound (m03) was subjected to NMR measurement, and its structure was identified from the following analytical results.
  • the obtained compound (m04) was subjected to NMR measurement, and its structure was identified from the following analytical results.
  • Table 1 also shows the mass average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene and the molecular weight dispersity (PDI) determined by GPC measurement.
  • polymers X01 to X22 are shown below.
  • copolymer composition ratio of the polymer compound proportion (molar ratio) of each structural unit in the polymer compound determined by 13 C-NMR is also shown.
  • ⁇ 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

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Abstract

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)を含有し、前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する、レジスト組成物(式中、Wは重合性基である。Arは、芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又は2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである)。

Description

レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物及び化合物
 本発明は、レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物及び化合物に関する。
 本願は、2021年10月11日に日本に出願された、特願2021-166784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、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も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。
 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。
 近年、化学増幅型レジスト組成物としては、構造中に、露光により酸を発生する酸発生基と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基とを有する樹脂成分を含有するものが提案されている。例えば、特許文献1には、側鎖末端にアニオン基を含む構成単位を有する樹脂成分を含有するレジスト組成物が提案されている。
特開2014-152122号公報
 リソグラフィー技術のさらなる進歩、レジストパターンの微細化がますます進むなか、例えば、EUVやEBによるリソグラフィーでは、数十nmの微細なパターン形成が目標とされる。このようにレジストパターン寸法が小さくなるほど、ラフネスの低減、及び、露光光源に対して高い感度が要求される。
 特許文献1に記載されているような従来のレジスト組成物においては、感度とLWR等のリソグラフィー特性の両立の観点から改善の余地があった。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高感度化が図れ、LWR等のリソグラフィー特性が良好なレジスト組成物及び当該レジスト組成物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)を含有し、前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する、レジスト組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
 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、レジストパターン形成方法である。
 本発明の第3の態様は、前記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する高分子化合物である。
 本発明の第4の態様は、前記一般式(a0)で表される化合物である。
 本発明によれば、高感度化が図れ、LWR等のリソグラフィー特性が良好なレジスト組成物及び当該レジスト組成物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。
 「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。
 「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。
 「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。
 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。
 かかるレジスト組成物は、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)を含有する。
 本実施形態において、(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)を含有する。(A1)成分は、後述する一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する。
 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構成単位(a0)から酸が発生し、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、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、該現像処理に有機溶剤を含む現像液(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。
 <(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)を含むことが好ましい。(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。
 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
 (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る。
 (A1)成分としては、後述する構成単位(a0)と、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(a1)とを有するものが好ましい。
 (A1)成分は、構成単位(a0)及び構成単位(a1)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。
 ≪構成単位(a0)≫
 構成単位(a0)は、下記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
 上記一般的(a0)中、Wにおける「重合性基」とは、重合性基を有する化合物がラジカル重合等により重合することを可能とする基であり、例えばエチレン性二重結合などの炭素原子間の多重結合を含む基をいう。
 「一般式(a0)で表される化合物から誘導される」とは、重合性基中の多重結合が開裂して主鎖を形成していることをいう。例えば、エチレン性二重結合を有するモノマーの場合、エチレン性二重結合が開裂して、炭素原子間の単結合が主鎖を形成していることを意味する。
 Wにおける重合性基としては、例えばビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、フルオロビニル基、ジフルオロビニル基、トリフルオロビニル基、ジフルオロトリフルオロメチルビニル基、トリフルオロアリル基、パーフルオロアリル基、トリフルオロメチルアクリロイル基、ノニルフルオロブチルアクリロイル基、ビニルエーテル基、含フッ素ビニルエーテル基、アリルエーテル基、含フッ素アリルエーテル基、スチリル基、ビニルナフチル基、含フッ素スチリル基、含フッ素ビニルナフチル基、ノルボルネニル基、含フッ素ノルボルネニル基、シリル基等が挙げられる。
 重合性基としては、重合性基のみから構成される基でもよいし、重合性基と該重合性基以外の他の基とから構成される基でもよい。該重合性基以外の他の基としては、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価の連結基等が挙げられる。
 Wとしては、例えば、化学式:C(RX11)(RX12)=C(RX13)-Yax0-で表される基、が好適に挙げられる。
 この化学式中、RX11、RX12及びRX13は、それぞれ、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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
 前記の化学式中、RX11、RX12及びRX13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。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。
 これらの中でも、RX11及びRX12としては、それぞれ、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、メチル基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
また、RX13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、メチル基がさらに好ましい。
 前記の化学式中、Yax0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。
 ・置換基を有していてもよい2価の炭化水素基:
 Yax0が置換基を有していてもよい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あってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 ・・Yax0における脂肪族炭化水素基
 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。
 前記の直鎖状又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2個を除いた基)、前記環状の脂肪族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、前記環状の脂肪族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。前記の直鎖状又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、具体的にはデカリン、ペルヒドロアズレン、ペルヒドロアントラセン、ステロイド骨格を有する環構造等の、縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンが挙げられる。
 また、上記の構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、Yax0が、Wにおける重合性基における炭素原子を共有して、上記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基を形成してもよい。
 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最も好ましい。
 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、エトキシ基が最も好ましい。
 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又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。
 ・・Yax0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6~12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又は芳香族複素環から水素原子2つを除いた基(アリーレン基又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(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子2つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子1つを除いた基(アリール基又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(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。前記のアリール基又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。例えば、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、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最も好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子及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:
 Yax0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、-O-、-C(=O)-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。
 前記のへテロ原子を含む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、メチレン基又はエチレン基が特に好ましい。
 Y22としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基又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又は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。中でも、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又は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又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
 上記の中でも、Yax0としては、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、あるいは単結合であることが好ましく、これらの中でもエステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=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、あるいは単結合であることがより好ましく、単結合が特に好ましい。
 上記一般式(a0)中、Arにおける芳香族炭化基は、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。
 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、アズレン、アセナフチ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。
 Ar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3つ除いた基;2以上の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)から水素原子を3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(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)から更に水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。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原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2であることがより好ましく、炭素原子数1であることが特に好ましい。
 なかでも、Arとしては、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から水素原子を3つ除いた基が好ましく、ベンゼン又はナフタレンから水素原子を3つ除いた基がより好ましく、ベンゼンから水素原子を3つ除いた基が更に好ましい。
 上記一般式(a0)中、Arにおける芳香族炭化水素基は、置換基として少なくとも1つのヒドロキシ基(-OH)を有する。すなわち、Arは、少なくとも1つのフェノール性水酸基を有する。Arにおけるヒドロキシ基の結合位置は特に限定されないが、Wのパラ位が好ましい。
 Arにおける芳香族炭化水素基が有してもよい置換基としては、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホ基等が挙げられる。
 前記一般式(a0)中、Laにおける2価の連結基としては、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2価の連結基としては、例えば下記一般式(L-al-1)~(L-al-8)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(L-al-1)~(L-al-8)において、上記式(a0)中のArと結合するのが、下記一般式(L-al-1)~(L-al-8)中のV’101である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[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。
 La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、上記式(L-al-1)~(L-al-5)、(L-al-8)でそれぞれ表される連結基がより好ましく、(L-al-3)又は(L-al-8)で表される連結基が更に好ましい。
 上記一般式(a0)中、LaのArにおける結合位置は特に限定されないが、Wのメタ位が好ましい。
 上記一般式(a0)中、Ya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。
 ・置換基を有してもよい2価の炭化水素基:
 Ya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。
 ・・Ya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、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数3~6がより好ましく、炭素原子数3又は4がさらに好ましく、炭素原子数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、炭素原子数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原子数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、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数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。
 環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有してもよいし、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。
 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。
 ・・Ya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。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。
 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(例えばビフェニル、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(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原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2であることがより好ましく、炭素原子数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。例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、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、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:
 Ya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-Y021-O-Y022-、-Y021-O-、-Y021-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y021-、-[Y021-C(=O)-O]m”-Y022-、-Y021-O-C(=O)-Y022-または-Y021-S(=O)-O-Y022-で表される基[式中、Y021およびY022はそれぞれ独立して置換基を有してもよい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、アシル基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、炭素原子数が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-Y021-O-Y022-、-Y021-O-、-Y021-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y021-、-[Y021-C(=O)-O]m”-Y022-、-Y021-O-C(=O)-Y022-または-Y021-S(=O)-O-Y022-中、Y021およびY022は、それぞれ独立して、置換基を有してもよい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Ya01における2価の連結基としての説明で挙げた(置換基を有してもよい2価の炭化水素基)と同様のものが挙げられる。
 Y021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、炭素原子数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。
 Y022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、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素原子数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-[Y021-C(=O)-O]m”-Y022-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-[Y021-C(=O)-O]m”-Y022-で表される基としては、式-Y021-C(=O)-O-Y022-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。
 なかでも、Yaとしては、単結合又は直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基が好ましく、単結合がより好ましい。
 上記一般式(a0)中、Ra01及びRa02におけるフッ素化アルキル基としては、炭素数1~5の直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基が好ましく、トリフルオロメチル基が好ましい。
 上記一般式(a0)中、SO に隣接する炭素原子に結合するRa01及びRa02のうち、少なくとも一方はフッ素原子であることが酸強度の観点から好ましい。
 上記一般式(a0)中、n0は1~3であることが好ましい。
 上記一般式(a0)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-C000009
[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のものが好ましい。
 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-C000010
[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、後述する一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、下記一般式(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-C000011
[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。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 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-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 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原子としては、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、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、後述する式(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;後述する一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;後述する一般式(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、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、上述の式(b-1)中のR101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、上述の式(b-1)中のR101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(a2-1)中のYa21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-1-70)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
[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-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
[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-C000022
 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-C000023
 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-C000024
 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が好ましい。なかでも、高感度化の観点から、一般式(ca-1)で表されるカチオンであって、R201~R203におけるアリール基、アルキル基またはアルケニ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カチオンがより好ましい。
 一般式(ca-1)で表されるカチオンの好ましい具体例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 構成単位(a0)としては、下記一般式(a0-1)で表される化合物から誘導される構成単位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[式中、Wは重合性基である。La01は、-C(=O)-O-又は-O-C(=O)-である。Yaは、単結合又は直鎖若しくは分岐鎖状のアルキレン基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
 上記一般式(a0-1)中、W、Ya、Ra01、Ra02、n0、m及びMm+は、上記一般式(a0)中のW、Ya、Ra01、Ra02、n0、m及びMm+と同様である。
 構成単位(a0)の好ましい具体例を以下に示す。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り、好ましくは水素原子である。m及びMm+は、上記一般式(a0)中のm及びMm+と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 上記のなかでも、構成単位(a0)としては、上記式(a0-1-1)~(a0-1-6)のいずれかで表される構成単位が好ましい。
 (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。
 構成単位(a0)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、1~50モル%であることが好ましく、5~40モル%であることがより好ましく、10~30モル%であることがさらに好ましく、15~25モル%が特に好ましい。
 構成単位(a0)の割合を上記の好ましい範囲の下限値以上とすると、レジスト組成物の感度が高めやすい。一方、構成単位(a0)の割合を上記の好ましい範囲の下限値以下とすると、LWR等のリソグラフィー特性が良好となりやすい。
 ≪構成単位(a1)≫
 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である。
 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、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」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」が挙げられる。
 アセタール型酸解離性基:
 前記極性基のうちカルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、例えば、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-C000028
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基である。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、炭素原子数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。
 該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、炭素原子数が1~4がより好ましく、炭素原子数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、炭素原子数が3~10であることが好ましく、炭素原子数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’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。
 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。
 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(例えばビフェニル、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(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原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2であることがより好ましく、炭素原子数1であることが特に好ましい。
 Ra’における環状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、-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「Rax5」ともいう。)等が挙げられる。
 ここで、RP1は、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素原子数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素原子数6~30の1価の芳香族炭化水素基である。また、RP2は、単結合、炭素原子数1~10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素原子数3~20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素原子数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。
 炭素原子数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。
 炭素原子数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。
 炭素原子数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。
 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。
 第3級アルキルエステル型酸解離性基:
 上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、例えば、下記一般式(a1-r-2)で表される酸解離性基が挙げられる。
 なお、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-C000029
[式中、Ra’~Ra’はそれぞれ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’の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、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。
 Ra’における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基(単環式基である脂肪族炭化水素基、多環式基である脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)は、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 Ra’における鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素原子数2~10のアルケニル基が好ましい。
 Ra’、Ra’の炭化水素基としては、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 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、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-C000030
[式(a1-r2-1)中、Ra’10は、一部がハロゲン原子又はヘテロ原子含有基で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1~12のアルキル基を示す。Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族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。Ra101~Ra103は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は炭素原子数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。Ra101~Ra103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。Ra104は、置換基を有し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、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基である。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、置換基を有してもよい炭化水素基である。*は結合手を示す。]
 上記の式(a1-r2-1)中、Ra’10は、一部がハロゲン原子もしくはヘテロ原子含有基で置換されていてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1~12のアルキル基である。
 Ra’10における、直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数1~12であり、炭素原子数1~10が好ましく、炭素原子数1~5が特に好ましい。
 Ra’10における、分岐鎖状のアルキル基としては、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 Ra’10におけるアルキル基は、一部がハロゲン原子もしくはヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。例えば、アルキル基を構成する水素原子の一部が、ハロゲン原子又はヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。また、アルキル基を構成する炭素原子(メチレン基など)の一部が、ヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
 ここでいうヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子が挙げられる。ヘテロ原子含有基としては、(-O-)、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-等が挙げられる。
 式(a1-r2-1)中、Ra’11(Ra’10が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族環式基)は、式(a1-r-1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基(脂環式炭化水素基)として挙げた基が好ましい。その中でも、単環式の脂環式炭化水素基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
 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-1)中のRa’における環状の1価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基)から水素原子1個以上をさらに除いた基が挙げられる。
 XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。この置換基としては、上記Ra’における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、Ra101~Ra103における、炭素原子数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。
 Ra101~Ra103における、炭素原子数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。
 Ra101~Ra103は、中でも、合成容易性の観点から、水素原子、炭素原子数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Ra101~Ra103で表される鎖状飽和炭化水素基、又は脂肪族環状飽和炭化水素基が有する置換基としては、例えば、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
 Ra101~Ra103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、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-1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。
 式(a1-r2-3)中、Ra104における芳香族炭化水素基としては、炭素原子数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、Ra104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、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Ra104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、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、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基である。Ra’12及びRa’13における、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、上記のRa101~Ra103における、炭素原子数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、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数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置換されている場合、その置換基としては、例えば、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
 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、Ra104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、Ra104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-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 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-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 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-C000037
 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-C000038
 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は、例えば、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」ということがある)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
[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、それぞれ炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基がより好ましい。
 また、各アルキル基の合計の炭素原子数は、3~7であることが好ましく、炭素原子数3~5であることがより好ましく、炭素原子数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-C000040
[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。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り、na2は1~3の整数であり、Raは上記の一般式(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の炭素原子数1~5のアルキル基は、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。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。
 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最も好ましい。
 前記式(a1-1)中、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、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数3~6がより好ましく、炭素原子数3又は4がさらに好ましく、炭素原子数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、炭素原子数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、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基また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、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数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。
 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、炭素原子数が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、6~12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。
 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。
 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、或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。
 前記式(a1-2)中、Raは、上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-3)で表される酸解離性基である。
 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-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 (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。
 この中でも、構成単位(a1)としては、下記一般式(a1-1-1)で表される構成単位を含むものが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
[式中、Ra”は、一般式(a1-r2-1)、(a1-r2-3)又は(a1-r2-4)で表される酸解離性基である。]
 前記式(a1-1-1)中、R、Va及びna1は、前記式(a1-1)中のR、Va及びna1と同様である。
 一般式(a1-r2-1)、(a1-r2-3)又は(a1-r2-4)で表される酸解離性基についての説明は、上述の通りである。中でも、EB用又はEUV用において反応性を高められて好適なことから、酸解離性基が環式基であるものを選択することが好ましい。
 前記式(a1-1-1)中、Ra”は、上記の中でも、一般式(a1-r2-1)で表される酸解離性基であることが好ましい。
 (A1)成分中の構成単位(a1)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、5~99モル%が好ましく、10~95モル%がより好ましく、30~90モル%がさらに好ましく、40~85モル%が特に好ましい。
 構成単位(a1)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることによって、感度、CDU、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、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。
 ≪その他構成単位≫
 (A1)成分は、上述した構成単位(a0)及び構成単位(a1)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、後述の一般式(a10-1)で表される構成単位(a10);ラクトン含有環式基を含む構成単位(a2);後述の一般式(a8-1)で表される化合物から誘導される構成単位(a8)などが挙げられる。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
[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。Yax1は、単結合又は2価の連結基である。Wax1は、置換基を有してもよい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、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。
 前記の化学式中、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)-]がより好ましい。
 前記式(a10-1)中、Wax1は、置換基を有してもよい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。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ない。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。
 また、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。
 上記の中でも、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-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 (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、5~95モル%が好ましく、10~90モル%がより好ましく、10~70モル%がさらに好ましく、10~60モル%が特に好ましい。
 構成単位(a10)の割合を下限値以上とすることにより、感度がより高められやすくなる。一方、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(a2)について:
 (A1)成分は、構成単位(a0)及び構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン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)を有するものでもよい。
 構成単位(a2)のラクトン含有環式基は、(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-C000054
[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、又は、ラクトン含有環式基であり;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。
 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。
 下記に一般式(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-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 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-C000057
[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である。]
 前記式(a2-1)中、Rは前記と同じである。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である。
 Ra21におけるラクトン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が好適に挙げられる。
 中でも、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-2)、又は(a2-r-6)でそれぞれ表される基が好ましく、前記一般式(a2-r-2)で表される基がより好ましい。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)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)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)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、5~60モル%であることが好ましく、10~60モル%であることがより好ましく、20~60モル%であることがさらに好ましく、30~60モル%が特に好ましい。
 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(a8)について:
 構成単位(a8)は、下記一般式(a8-1)で表される化合物から誘導される構成単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
[式中、Wは、重合性基含有基である。Yax2は、単結合又は(nax2+1)価の連結基である。Yax2とWとは縮合環を形成していてもよい。Rは炭素数1~12のフッ素化アルキル基である。Rはフッ素原子を有してもよい炭素数1~12の有機基又は水素原子である。R及びYax2は、相互に結合して相互に結合して環構造を形成していてもよい。nax2は、1~3の整数である。]
 Wの重合性基含有基における「重合性基」とは、重合性基を有する化合物がラジカル重合等により重合することを可能とする基であり、例えばエチレン性二重結合などの炭素原子間の多重結合を含む基をいう。
 重合性基含有基としては、重合性基のみから構成される基でもよいし、重合性基と該重合性基以外の他の基とから構成される基でもよい。該重合性基以外の他の基としては、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価の連結基等が挙げられる。
 重合性基含有基としては、例えば、化学式:C(RX11)(RX12)=C(RX13)-Yax0-で表される基が好適に挙げられる。
 この化学式中、RX11、RX12及びRX13は、それぞれ、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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
 Yax2とWとが形成する縮合環としては、W部位の重合性基とYax2とが形成する縮合環、W部位の重合性基以外の他の基とYax2とが形成する縮合環が挙げられる。
 Yax2とWとが形成する縮合環は、置換基を有してもよい。
 以下に、構成単位(a8)の具体例を示す。
 下記の式中、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-C000059
 上記例示の中でも、構成単位(a8)は、化学式(a8-1-01)~(a8-1-04)、(a8-1-06)、(a8-1-08)、(a8-1-09)、 (a8-1-10)でそれぞれ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1種が好ましく、化学式(a8-1-01)~(a8-1-04)、(a8-1-09)でそれぞれ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1種がより好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a8)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a8)を有する場合、構成単位(a8)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、1~50モル%であることが好ましく、5~45モル%であることがより好ましく、5~40モル%であることがさらに好ましい。
 構成単位(a8)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、現像液、リンス液との親和性を高めることができる。一方、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。
 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)成分は、構成単位(a0)と構成単位(a1)との繰り返し構造を有する高分子化合物が挙げられ、好ましくは構成単位(a0)と構成単位(a1)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挙げられる。
 (A1)成分としては、上記の中でも、構成単位(a0)と構成単位(a1)と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(a1)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る。
 構成単位(a0)と構成単位(a1)との繰り返し構造を有する高分子化合物において、構成単位(a0)の割合は、該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、1~50モル%であることが好ましく、5~40モル%であることがより好ましく、10~30モル%であることがさらに好ましく、15~25モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a1)の割合は、該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、50~99モル%が好ましく、60~95モル%がより好ましく、70~90モル%がさらに好ましく、75~85モル%が特に好ましい。
 構成単位(a0)と構成単位(a1)と構成単位(a10)との繰り返し構造を有する高分子化合物において、構成単位(a0)の割合は、該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、1~35モル%であることが好ましく、3~30モル%であることがより好ましく、5~25モル%であることがさらに好ましく、10~20モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a1)の割合は、該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、45~90モル%が好ましく、50~85モル%がより好ましく、55~80モル%がさらに好ましく、60~75モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a10)の割合は、該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、5~35モル%が好ましく、5~30モル%がより好ましく、5~25モル%がさらに好ましく、10~20モル%が特に好ましい。
 かかる(A1)成分は、各構成単位を誘導するモノマー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することにより製造することができる。
 あるいは、かかる(A1)成分は、構成単位(a1)を誘導するモノマーと、必要に応じて構成単位(a1)以外の構成単位(例えば、構成単位(a10))を誘導するモノマーと、を重合溶媒に溶解し、ここに、上記のようなラジカル重合開始剤を加えて重合し、その後、脱保護反応を行うことにより製造することができる。
 なお、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。このように、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く、1000~50000が好ましく、2000~30000がより好ましく、3000~20000がさらに好ましい。
 (A1)成分のMwがこの範囲の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あり、この範囲の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、特に限定されず、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。なお、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。該割合が25質量%以上であると、高感度化や解像性、ラフネス改善などの種々のリソグラフィー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。
 <酸発生剤成分(B)>
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分に加えて、さらに、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有する。
 (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-C000060
[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、Mm+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、ノルボルニル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。
 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、その他下記化学式(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。式中*は、式(b-1)中のY101に結合する結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 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-C000062
 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;前記式(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。環状の炭化水素基として、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-含有環式基が好ましく、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-含有環式基がより好ましく、アダマンチル基又は前記一般式(a5-r-1)で表される-SO-含有環式基がさらに好ましい。
 該環状の炭化水素基が置換基を有する場合、該置換基は、水酸基であることが好ましい。
 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、上記式(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-C000063
[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、上記式(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-C000064
[式中、R”101は、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”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-2)で表されるアニオンが特に好ましい。
 {カチオン部}
 前記の式(b-1)、式(b-2)、式(b-3)中、Mm+は、m価のオニウムカチオンを表し、上記一般式(a0)中のMm+と同様である。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、上記一般式(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。
 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。
 本実施形態のレジスト組成物において、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、40質量部未満が好ましく、1~30質量部がより好ましく、3~25質量部がさらに好ましい。
 (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。
 ただし、LWR等のリソグラフィー特性向上の観点から、本実施形態のレジスト組成物は、(B)成分を含まないことが好ましい。
 <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(B)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(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
 ≪塩基成分(D)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(B)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(以下「(D)成分」ともいう)を含有することが好ましい。(D)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。
 (D)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。
 ・(D1)成分について
 (D1)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、レジスト膜の露光部と未露光部とのコントラストをより向上させることができる。
 (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-C000065
[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、それぞれ前記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(d3-1)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。
 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-C000066
 ・・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-3)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-1-113)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-C000067
 ・・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(a2-1)中のYa21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-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 ・・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。
 本実施形態のレジスト組成物において、(D1)成分は、上記(d1-1)成分を含むことが好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物が含有する(D)成分全体のうち、(d1-1)成分の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましく、(D)成分は化合物(d1-1)成分のみからなるものであってもよい。
 (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、2,6-ジ-tert-ブチルピ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、(A)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、疎水性樹脂としてフッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という)を含有してもよい。(F)成分は、レジスト膜に撥水性を付与するために使用され、(A)成分とは別の樹脂として用いられることでリソグラフィー特性を向上させることができる。
 (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-C000070
[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。nf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、nf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、(A)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、一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する樹脂成分(A1)を含有する。構成単位(a0)は、一般式(a0)中の側鎖末端の-C(Ra01)(Ra02)-SO (Mm+1/mが酸発生剤として機能する。また、構成単位(a0)は、一般式(a0)中のArに結合したヒドロキシ基(-OH)はフェノール性水酸基であるため、プロトンソースとして機能する。構成単位(a0)中に酸発生剤基-C(Ra01)(Ra02)-SO (Mm+1/mとプロトンソース(Arに結合するヒドロキシ基(-OH))が共存するため、プロトンソースから発生したプロトンが酸発生剤基と確実に反応し、高感度化に寄与していると推測される。
 また、構成単位(a0)中に酸発生剤基-C(Ra01)(Ra02)-SO (Mm+1/mとプロトンソース(Arに結合するヒドロキシ基(-OH))が共存するため、膜内均一性が向上し、LWR等のリソグラフィー特性の向上に寄与していると推測される。
 上記の効果が相まって、本実施形態のレジスト組成物によれば、高感度化が図れ、LWR等のリソグラフィー特性が良好なレジストパターンを形成出来ると推測される。
 (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よれば、上述したレジスト組成物が用いられているため、高感度化が図れ、CDUが良好なレジストパターンを形成することができる。
 上述した実施形態のレジスト組成物、及び、上述した実施形態のパターン形成方法において使用される各種材料(例えば、レジスト溶剤、現像液、リンス液、反射防止膜形成用組成物、トップコート形成用組成物など)は、金属、ハロゲンを含む金属塩、酸、アルカリ、硫黄原子又はリン原子を含む成分等の不純物を含まないことが好ましい。ここで、金属原子を含む不純物としては、Na、K、Ca、Fe、Cu、Mn、Mg、Al、Cr、Ni、Zn、Ag、Sn、Pb、Li、またはこれらの塩などを挙げることができる。これら材料に含まれる不純物の含有量としては、200ppb以下が好ましく、1ppb以下がより好ましく、100ppt(parts per trillion)以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が最も好ましい。
(高分子化合物)
 本発明の第3の態様に係る高分子化合物は、上記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する高分子化合物である。
 本実施形態に係る高分子化合物は、前記第1の態様に係るレジスト組成物において説明した樹脂成分(A1)と同様である。
 本実施形態の高分子化合物は、レジスト組成物の樹脂成分としても好適に用いることができる。
(化合物)
 本発明の第4の態様に係る化合物は、上記一般式(a0)で表される化合物(以下、「化合物(am0)」ともいう)である。
 化合物(am0)は、前記第1の態様に係るレジスト組成物において説明した構成単位(a0)を誘導する化合物と同様である。
 化合物(am0)としては、上記一般式(a0-1)で表される化合物が好ましい。
 以下に、化合物(am0)の具体例を記載する。式中、Rは前記と同様である。m及びMm+は、上記一般式(a0)中のm及びMm+と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 上記のなかでも、構成単位(a0)としては、上記式(am0-1)~(a0m-6)のいずれかで表される構成単位が好ましい。
 (化合物(am0)の製造方法)
 本実施形態の化合物(am0)は、例えば、一般式(a0)中のLaが-C(=O)-O-又は-O-C(=O)-である場合、下記工程(A)及び工程(B)を含む方法で製造してもよい。
[工程A]
 工程Aは、下記一般式(C-1)で表される化合物(以下、「化合物(C1)」ともいう)、及び、下記一般式(C-2)で表される化合物(以下、「化合物(C2)」ともいう)を縮合反応させて、下記一般式(am0-p)で表される化合物(am0p)(以下、「化合物(am0p)」ともいう)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
[式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。a及びbは、一方は、ヒドロキシ基であり、他方は、カルボキシ基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。m’は1以上の整数であって、Mはm価の有機アンモニウムカチオン又は金属カチオンである。]
 上記式中、W、Ar、Ya、Ra01、Ra02及びn0は、前記一般式(a0)中のW、Ar、Ya、Ra01、Ra02及びn0と同様である。
 上記式(am0p)中、m’は1以上の整数であって、Mはm価の有機アンモニウムカチオン又は金属カチオンである。
 該金属カチオンとしては、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン等のアルカリ金属カチオン、カルシウムカチオン等のアルカリ土類金属カチオン等が挙げられる。
 該有機アンモニウムカチオンとして、具体的には、下記一般式(ca-p-1)で表されるカチオン、又は、下記一般式(ca-p-2)で表されるカチオン等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
[式中、R~Rは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭化水素基、又は、水素原子である。但し、R~Rのうち、少なくとも1つは置換基を有してもよい炭化水素基である。R11は、当該R11が結合した窒素原子と共に芳香環を形成する基であり、R12は、アルキル基、又は、ハロゲン原子であり、yは0~5の整数である。]
 上記一般式(ca-p-1)中、R~Rは、それぞれ独立に、置換基を有してもよい炭化水素基、又は、水素原子である。R~Rにおける炭化水素基としては、それぞれ独立に、炭素原子数1~15の炭化水素基が好ましく、炭素原子数1~10の炭化水素基がより好ましい。また、R~Rにおける炭化水素基の炭素原子数の合計は、1~20であることが好ましく、3~18であることがより好ましく、4~15であることがさらに好ましい。
 該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、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
 該直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1~10の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であることがより好ましい。
 該環状の炭化水素基としては、肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよい。
 環状の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。
 環状の芳香族炭化水素基としては、フェニル基が好ましい。
 R~Rにおける炭化水素基が有してもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、オキソ基(=O)、アミノ基等が挙げられる。
 上記一般式(ca-p-2)中、R11は、当該R11が結合した窒素原子と共に芳香環を形成する基である。該芳香環は、4~7員環が好ましく、4~6員環がより好ましく、6員環がさらに好ましい。
 上記一般式(ca-p-2)中、R12はアルキル基であり、上記R~Rにおける直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基と同様のものが挙げられる。
 上記一般式(ca-p-2)中、yは0~5の整数であり、1又は0であることが好ましく、0であることがより好ましい。
 工程Aにおける縮合反応は、縮合剤及び塩基触媒(添加剤)存在下で行ってもよい。
 縮合剤として、具体的には、1,1’-カルボニルジイミダゾール、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、カルボニルジイミダゾール(CDI)等が挙げられる。
 塩基触媒としては、具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの三級アミン類、ピリジン、ピロリジノピリジン、4-(ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)などの芳香族アミン類、ジアザビシクロノネン(DBN)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)等が挙げられる。
 また、工程Aにおける縮合反応は、酸触媒存在下で行ってもよい。
 酸触媒としては、具体的には、五酸化二リン、メタンスルホン酸等が挙げられる。
 工程Aの反応時間は、例えば、5分間以上24時間以下が好ましく、10分以上10時間以下がより好ましく、10分以上5時間以下がさらに好ましい。
 工程Aの反応温度は、0~80℃が好ましく、10~70℃がより好ましい。
 工程Aの反応溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N’-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
 縮合反応が終了した後、反応液中の化合物を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、例えば、濃縮、溶媒抽出、蒸留、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等を適宜組み合わせて用いることができる。
 <工程B>
 工程Bは、上述した化合物(am0p)、及び、下記一般式(C-3)で表される化合物をイオン交換反応させて、下記一般式(am01-1)で表される化合物(am0)(以下、「化合物(am01-1)」ともいう)を得る工程である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
[式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。La01は、-C(=O)-O-又は-O-C(=O)である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。m’は1以上の整数であって、Mはm価の有機アンモニウムカチオン又は金属カチオンである。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
 上記式中、W、Ar、Ya、Ra01、Ra02、n0、m及びMm+は、前記一般式(a0)中のW、Ar、Ya、Ra01、Ra02、n0、m及びMm+と同様である。
 上記式中、m’及びMは、上記式(am0p)中のm’及びMと同様である。
 上記一般式(C-3)中、Xは、対アニオンである。Xとしては、化合物(am0p)よりも酸性度が低い酸になり得るイオンが挙げられ、具体的には、臭素イオン、塩素イオン等のハロゲンイオン、BF 、AsF 、SbF 、PF 、ClO 等が挙げられる。
 工程Bの反応時間は、例えば、0.5分間以上24時間以下が好ましく、5分間以上12時間以下がより好ましく、10分以上3時間以下がさらに好ましい。
 工程Bの反応温度は、0~50℃が好ましく、10~30℃がより好ましい。
 工程Bの反応溶媒としては、例えば、有機溶媒と水との混合溶媒であることが好ましい。該有機溶媒としては、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒;テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、ジクロロメタン(メチレンクロライド)、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒;酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、プロピオニトリル又はこれらの混合溶剤等が挙げられる。
 塩交換反応が終了した後、反応液中の化合物を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、例えば、濃縮、溶媒抽出、蒸留、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等を適宜組み合わせて用いることができる。
 上記のようにして得られる化合物の構造は、H-核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C-NMRスペクトル法、19F-NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により同定できる。
 各工程で用いられる原料は、市販のものを用いてもよく、合成したものを用いてもよい。
 本実施形態の化合物は、前記第3の態様の高分子化合物を製造するために有用である。
 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。
<合成例1A:化合物(m01)の合成>
(化合物(pre-m01)の合成)
 室温下で300mL四つ口フラスコに5-エテニル-2-ヒドロキシ安息香酸10.0gとテトラヒドロフラン40.0gを仕込み、攪拌し溶解させた。1,1’-カルボニルジイミダゾール24.7gを四つ口フラスコに仕込み、撹拌した。スルホン酸塩24.7g、ジアザビシクロウンデンセン11.6gをテトラヒドロフラン55.3gに溶解させ、四つ口フラスコに仕込み、攪拌した。ウォーターバスで60℃まで昇温し、4時間熟成した。氷浴で30℃まで冷却した。イオン交換水80.0g、メチレンクロライド80.0gを四つ口フラスコに仕込み撹拌した。撹拌停止後、分液ロートに移し、水層を排出した。更にイオン交換80.0gで洗浄した。有機層をロータリーエバポレーターで濃縮し、油状物質の化合物(pre-m01)23.7gを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
(化合物(m01)の合成)
 室温下で300mLビーカーに化合物(pre-m01)10.0g、10wt%トリフェニルホスフィン・クロライド水溶液65.3gおよびメチレンクロライド100gを仕込み、2時間攪拌した。反応液を分液ロートに移し、水層を除去した。有機層を56.1gイオン交換水で3回洗浄した。有機層をロータリーエバポレーターで濃縮し、白色粉末の化合物(m01)11.2gを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 得られた化合物(m01)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m01)
 H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=4.60 m, 5.25 m, 5.76 m, 6.72 m, 6.87 s, 7.17 d, 7.33 m, 7.66 m, 15.2 s
<合成例2A:化合物(m02)の合成>
(化合物(pre-m02)の合成)
 室温下で1,000mL四つ口フラスコに4-エチル-1,2-ベンゼンジオール30.0gとテトラヒドロフラン120.0gを仕込み、攪拌し溶解させた。1,1’-カルボニルジイミダゾール37.5gを四つ口フラスコに仕込み、撹拌した。スルホン酸塩68.1g、ジアザビシクロウンデンセン38.6gをテトラヒドロフラン300gに溶解させ、四つ口フラスコに仕込み、攪拌した。次いで、ウォーターバスで60℃まで昇温し、4時間熟成した。その後、氷浴で30℃まで冷却した。イオン交換水240.0g、メチレンクロライド240.0gを四つ口フラスコに仕込み撹拌した。撹拌停止後、分液ロートに移し、水層を排出した。更にイオン交換240.0gで洗浄した。有機層をロータリーエバポレーターで濃縮し、油状物質68.4g得た。続いて油状物質をメタノール205.2gに溶解させ、冷却することで白色結晶の化合物(pre-m02)を19.5g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
(化合物(m02)の合成)
 化合物(pre-m01)に替えて化合物(pre-m02)を用いた以外は、化合物(m01)の合成と同様にして塩交換反応を行い、化合物(m02)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 得られた化合物(m02)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m02)
 H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.25 m, 5.76 m, 6.72 d, 6.89 s, 6.99 d, 7.33 m, 7.40 m, 9.48 s
<合成例3A:化合物(m03)の合成>
 原料を変更した以外は化合物(m01)の合成と同様にして下記化合物(m03)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 得られた化合物(m03)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m03)
 H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.26 dd, 5.76 dd, 6.72 m, 6.87 d, 7.19 s, 7.33 m, 7.65 m, 8.20 m, 15.25 s
<合成例4A:化合物(m04)の合成>
 原料を変更した以外は化合物(m02)の合成と同様にして下記化合物(m04)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 得られた化合物(m04)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m04)
 H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.26 dd, 5.76 dd, 6.72 m, 6.87 d, 7.17 s, 7.33 m, 7.66 m, 15.25 s
<合成例5A:化合物(m05)の合成>
(化合物(pre-m05-1)の合成)
 室温下で500mL四つ口フラスコに2,5-ジヒドロキシ安息香酸50.0gとメチレンクロライド250.0g、トリエチルアミン34.5gを仕込み、攪拌し溶解させた。次いで、氷冷で10℃以下まで冷却した。メタクリル酸クロライド32.2gをメチレンクロライド100.0gに溶解させ、滴下した。室温まで昇温し、3時間熟成した。イオン交換水240.0gを四つ口フラスコに仕込み撹拌した。撹拌停止後、分液ロートに移し、水層を排出した。更にイオン交換250.0gで洗浄した。有機層をロータリーエバポレーターで濃縮し、油状物質56.7g得た。続いて油状物質をメタノール173.0 gに溶解させ、冷却することで白色結晶の化合物(pre-m05-1)を36.0g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
(化合物(pre-m05-2)の合成)
 室温下で1,000mL四つ口フラスコに化合物(pre-m05-1)30.0gとテトラヒドロフラン120.0gを仕込み、攪拌し溶解させた。1,1’-カルボニルジイミダゾール30.6gを四つ口フラスコに仕込み、撹拌した。スルホン酸塩54.6g、ジアザビシクロウンデンセン25.7gをテトラヒドロフラン120gに溶解させ、四つ口フラスコに仕込み、攪拌した。ウォーターバスで60℃まで昇温し、4時間熟成した。氷浴で30℃まで冷却した。イオン交換水240.0g、メチレンクロライド240.0gを四つ口フラスコに仕込み撹拌した。撹拌停止後、分液ロートに移し、水層を排出した。更にイオン交換240.0gで洗浄した。有機層をロータリーエバポレーターで濃縮し、油状物質の化合物(pre-m05-2)を52.6g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
(化合物(m05)の合成)
 化合物(pre-m01)に替えて化合物(pre-m05-2)を用いた以外は、化合物(m01)の合成と同様にして塩交換反応を行い、化合物(m05)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
 得られた化合物(m05)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m05)
H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.25 m, 5.76 m, 6.72 m, 6.86 d, 6.99 d, 7.33 m, 7.40 m, 9.48 s
<合成例6A~11A:化合物(m06)~(m013)の合成>
 原料を変更した以外は化合物(m01)の合成と同様にして下記化合物(m06)~(m013)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
 得られた化合物(m012)及び化合物(m013)についてNMR測定を行い、以下の分析結果からその構造を同定した。
 化合物(m012)
H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.13(2H,dd),5.25(1H,t),5.76(1H,dd),6.72(1H,m),6.91(2H,m),7.24(1H,s),7.35(15H,m),9.45(1H,s)
H-NMR(DMSO-d6,400MHz):δ(ppm)=5.13(2H,dd),5.25(1H,t),5.76(1H,dd),6.72(1H,m),6.80(1H,s),7.01(1H,d),7.35(15H,m),7.79(1H,d),16.47(1H,s)
<合成例4B:ポリマーX04の合成>
 化合物(m11)26.9g、化合物(m01)22.8g、V-601 2.4gをMEK100.0gに溶解させ、80℃で窒素雰囲気下5時間撹拌した。反応液にヘプタン1,200gを加え沈殿物を生じさせ、ろ過することで結晶を得た。結晶を一晩、真空乾燥することで、ポリマーX04を得た。得られたポリマーX04についてGPC測定により求めたポリスチレン換算の重量平均分子量は6,700であり、分子量分散度は1.73であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
<合成例12B:ポリマーX12の合成>
 化合物(m01) 18.3g、化合物(m11)19.5g、(m101)3.8g、V-601 2.4gをMEK 100.0gに溶解させ、80℃で窒素雰囲気下5時間撹拌した。
反応液にヘプタン1,200gを加え沈殿物を生じさせ、ろ過することで結晶を得た。
結晶を一晩、真空乾燥することで、目的物を得た。
得られたポリマーについてGPC測定により求めたポリスチレン換算の重量平均分子量は7,100であり、分子量分散度は1.74であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
<合成例1B~3B、5B~11B、13B~22B:ポリマーX01~X03、X05~X11、X13~X22の合成>
 表1に示す化合物を、表1に示すモル比で用いて合成例4Bと同様の方法でポリマーX01~X03、X05~X11、X20、X21及びX22を合成した。
 また、表1に示す化合物を、表1に示すモル比で用いて合成例12Bと同様の方法でポリマーX13~X19を合成した。
 得られたポリマーX01~X22について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(PDI)を表1に併記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000089
 以下にポリマーX01~X22の構造を示す。また、13C-NMRにより求められた該高分子化合物の共重合組成比(高分子化合物中の各構成単位の割合(モル比))を併記する。
 ポリマーX01:l/m=5/95
 ポリマーX02:l/m=10/90
 ポリマーX03:l/m=15/85
 ポリマーX04:l/m=20/80
 ポリマーX05:l/m=25/75
 ポリマーX06:l/m=30/70
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
 ポリマーX07:l/m=20/80
 ポリマーX08:l/m=20/80
 ポリマーX09:l/m=20/80
 ポリマーX10:l/m=20/80
 ポリマーX11:l/m=20/80
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
 ポリマーX12:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX13:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX14:l/m/n=16/68/16
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
 ポリマーX15:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX16:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX17:l/m/n=16/68/16
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
 ポリマーX18:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX19:l/m/n=16/68/16
 ポリマーX20:l/m=30/70
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
 ポリマーX21:l/m=20/80
 ポリマーX22:l/m=20/80
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 <レジスト組成物の調製>
 (実施例1~21、比較例1~2)
 表2~3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-T000096
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
 表2~3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)-22:上記のポリマーX01~X22
 (B)-1:下記化学式(B-1)で表される酸発生剤。
 (D)-1:下記化学式(D-1)で表される酸拡散制御剤。
 (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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
 <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>
 前記のレジストパターンの形成方法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。結果を表2~3に示す。
<LWRの評価>
 上記<レジストパターンの形成>で形成したLSパターンについて、LWRを示す尺度である3σを求めた。これを「LWR(nm)」として示した。「3σ」は、走査型電子顕微鏡(加速電圧800V、商品名:S-9380、日立ハイテクノロジーズ社製)により、ラインの長手方向にラインポジションを400箇所測定し、その測定結果から求めた標準偏差(σ)の3倍値(3σ)(単位:nm)を求めた。結果を表2~3に示す。
 該3σの値が小さいほど、ライン側壁のラフネスが小さく、より均一な幅のLSパターンが得られたことを意味する
 表2~3に示す通り、実施例1~21のレジスト組成物は、レジストパターンの形成において、高感度化が図れ、かつ、LWRが優れることが確認できた。
 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 (9)

  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)を含有し、
     前記樹脂成分(A1)は、下記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する、レジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
  2.  前記樹脂成分(A1)が、更に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(a1)を有する、請求項1に記載のレジスト組成物。
  3.  前記樹脂成分(A1)が、更に下記一般式(a10-1)で表される構成単位(a10)を有する、請求項1に記載のレジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [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、置換基を有していてもよい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。
  5.  前記のレジスト膜を露光する工程において、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、請求項4に記載のレジストパターン形成方法。
  6.  下記一般式(a0)で表される化合物から誘導される構成単位(a0)を有する高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
  7.  更に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(a1)を有する、請求項6に記載の高分子化合物。
  8.  更に下記一般式(a10-1)で表される構成単位(a10)を有する、請求項6に記載の高分子化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [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、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。nax1は、1以上の整数である。]
  9.  下記一般式(a0)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式中、Wは重合性基である。Arは、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。-OHは、ヒドロキシ基である。Laは、2価の連結基である。Yaは、単結合又はヘテロ原子を有してもよい2価の連結基である。Ra01及びRa02は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はフッ素化アルキル基である。n0は、1~4の整数である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価の有機カチオンである。]
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