WO2023171527A1 - レジスト組成物、及び、レジストパターン形成方法 - Google Patents
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- WO2023171527A1 WO2023171527A1 PCT/JP2023/007809 JP2023007809W WO2023171527A1 WO 2023171527 A1 WO2023171527 A1 WO 2023171527A1 JP 2023007809 W JP2023007809 W JP 2023007809W WO 2023171527 A1 WO2023171527 A1 WO 2023171527A1
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Definitions
- the present invention relates to a resist composition and a resist pattern forming method.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-036949, filed in Japan on March 10, 2022, the contents of which are 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 minute dimensions.
- chemically amplified resist compositions have conventionally been used that contain a base component whose solubility in a developer changes due to the action of an acid, and an acid generator component that generates an acid upon exposure. is used.
- Patent Document 1 describes a structural unit (a01) having a cyclic hydrocarbon group containing a sulfonyl group or a sulfoxide group in its ring structure, and a structural unit (a02) having an acid-dissociable group containing a quaternary carbon atom.
- a resist composition containing a resin component having the following is disclosed. It is disclosed that this resist composition can achieve higher sensitivity and improve CDU.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist composition capable of achieving high sensitivity and forming a resist pattern with good CDU, and resist pattern formation using the resist composition.
- the task is to provide a method.
- a first aspect of the present invention is a resist composition that generates an acid upon exposure to light and whose solubility in a developing solution changes due to the action of the acid.
- the resin component (A1) contains a structural unit (a01) derived from a compound represented by the following general formula (a0-1), and a structural unit (a01) derived from a compound represented by the following general formula (a0-2).
- a resist composition having a structural unit (a02) derived from a compound represented by:
- W 01 is a polymerizable group-containing group.
- Ya 01 is a single bond or a divalent linking group.
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the following general formula (a0-r-1) or (a0-r-2).
- q01 is an integer from 0 to 3.
- n01 is an integer of 1 or more. However, n01 ⁇ q01 ⁇ 2+4. ]
- Ra 01 to Ra 03 are each independently a hydrocarbon group, and Ra 02 and Ra 03 may be bonded to each other to form a ring.
- Ra 04 is a hydrocarbon group.
- Ra 05a and Ra 05b are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
- Ra 06 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group.
- Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b may be bonded to each other to form a ring.
- Ra 05a or Ra 05b and Ra 06 may be bonded to each other to form a ring.
- * indicates a bond with the oxygen atom (-O-) in the general formula (a0-1). ]
- W 02 is a polymerizable group-containing group.
- Ya 02 is a single bond or a divalent linking group.
- q02 is an integer from 0 to 3.
- n02 is an integer of 1 or more. However, n02 ⁇ q02 ⁇ 2+4. ]
- a second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the resist composition according to the first aspect, a step of exposing the resist film, and a step of exposing the resist film to light after the exposure.
- This is a resist pattern forming method that includes a step of developing and forming a resist pattern.
- the present invention it is possible to provide a resist composition that can achieve high sensitivity and form a resist pattern with good CDU, and a resist pattern forming method using the resist composition.
- alkyl group includes linear, branched, and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
- alkylene group includes linear, branched, and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups.
- halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
- Constant unit means a monomer unit (monomer unit) that constitutes a high molecular compound (resin, polymer, copolymer).
- substituent there are cases in which a hydrogen atom (-H) is substituted with a monovalent group and a case in which a methylene group (-CH 2 -) is substituted with a divalent group. including both.
- Exposure is a concept that includes radiation irradiation in general.
- an "acid-decomposable group” is a group having acid-decomposability that allows at least a portion of the bonds in the structure of the acid-decomposable group to be cleaved by the action of an acid.
- acid-decomposable groups whose polarity increases due to the action of an acid include groups that decompose under the action of an acid to produce a polar group.
- the polar group include a carboxy group, a hydroxyl group, an amino group, and a sulfo group (-SO 3 H).
- the acid-decomposable group includes a group in which the polar group is protected with an acid-dissociable group (for example, a group in which the hydrogen atom of an OH-containing polar group is protected with an acid-dissociable group).
- Acid-dissociable group means (i) a group having acid-dissociable properties that allows the bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group to be cleaved by the action of an acid; (ii) A group in which the bond between the acid-dissociable group and an atom adjacent to the acid-dissociable group can be cleaved by further decarboxylation reaction after some bonds are cleaved by the action of an acid. , refers to both.
- the acid-dissociable group constituting the acid-dissociable group needs to be a group with lower polarity than the polar group generated by dissociation of the acid-dissociable group.
- the “base material component” is an organic compound that has film-forming ability.
- Organic compounds used as base material components are broadly classified into non-polymers and polymers.
- the non-polymer those having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000 are usually used.
- the term “low molecular compound” refers to a non-polymer having a molecular weight of 500 or more and less than 4,000.
- the polymer one having a molecular weight of 1000 or more is usually used.
- “resin”, “high molecular compound”, or “polymer” refers to a polymer having a molecular weight of 1000 or more.
- the molecular weight of the polymer the weight average molecular weight calculated by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene is used.
- “Derived structural unit” means a structural unit formed by cleavage of multiple bonds between carbon atoms, for example, ethylenic double bonds.
- the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent.
- the substituent (R ⁇ x ) that substitutes the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom is an atom or group other than a hydrogen atom.
- derivative is a concept that includes target compounds in which the hydrogen atom at the ⁇ -position is substituted with other substituents such as alkyl groups and halogenated alkyl groups, as well as derivatives thereof. These derivatives include those in which the hydrogen atom of the hydroxyl group of the target compound is replaced with an organic group; the hydrogen atom at the ⁇ position may be substituted with a substituent; Good target compounds include those to which a substituent other than a hydroxyl group is bonded.
- the ⁇ -position refers to the first carbon atom adjacent to a functional group, unless otherwise specified.
- substituent for substituting the hydrogen atom at the ⁇ -position of hydroxystyrene include those similar to R ⁇ x .
- resist composition The resist composition of this embodiment generates acid upon exposure, and its solubility in a developer changes due to the action of the acid.
- a resist composition contains a base component (A) (hereinafter also referred to as "component (A)”) whose solubility in a developer changes due to the action of an acid.
- component (A) may generate acid upon exposure to light, or an additive component blended separately from component (A) may generate acid upon exposure to light.
- the resist composition of the present embodiment may further contain (1) an acid generator component (B) that generates an acid upon exposure (hereinafter referred to as "component (B)").
- component (B) an acid generator component that generates an acid upon exposure
- Component (A) may be a component that generates acid when exposed to light
- Component (A) is a component that generates acid when exposed to light, and further contains component (B). It may be something.
- the component (A) is "a base material component that generates acid upon exposure and whose solubility in a developer changes due to the action of the acid.”
- component (A) is a base material component that generates an acid upon exposure and whose solubility in a developing solution changes due to the action of the acid
- the component (A1) described below generates an acid upon exposure
- the resin is one whose solubility in a developing solution changes due to the action of an acid.
- a polymer compound having a structural unit that generates an acid upon exposure to light can be used.
- the structural unit that generates acid upon exposure to light known units can be used.
- the resist composition of the present embodiment is preferably one in the case (1) above. That is, the resist composition of this embodiment preferably contains component (A) and component (B).
- the resist composition of this embodiment may be a positive resist composition or a negative resist composition. Furthermore, the resist composition of the present embodiment may be used in an alkaline development process using an alkaline developer in the development process during resist pattern formation, and the development process includes a developer containing an organic solvent (organic developer). It may be used for a solvent development process using.
- organic developer organic developer
- component (A) includes a resin component (A1) whose solubility in a developer changes due to the action of an acid (hereinafter also referred to as "component (A1)").
- component (A1) the resin component (A1) whose solubility in a developer changes due to the action of an acid (hereinafter also referred to as "component (A1)").
- component (A1) the polarity of the base material component changes before and after exposure, so that good development contrast can be obtained not only in an alkaline development process but also in a solvent development process.
- component (A) other high molecular compounds and/or low molecular compounds may be used in combination with component (A1).
- one type of component (A) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- Component (A1) is a resin component whose solubility in a developer changes due to the action of acid.
- Component (A1) is a structural unit (a01) derived from a compound represented by the following general formula (a0-1), and a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (a0-2). (a02).
- the structural unit (a01) is a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (a0-1).
- W 01 is a polymerizable group-containing group.
- Ya 01 is a single bond or a divalent linking group.
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the following general formula (a0-r-1) or (a0-r-2).
- q01 is an integer from 0 to 3.
- n01 is an integer of 1 or more. However, n01 ⁇ q01 ⁇ 2+4. ]
- Ra 01 to Ra 03 are each independently a hydrocarbon group, and Ra 02 and Ra 03 may be bonded to each other to form a ring.
- Ra 04 is a hydrocarbon group.
- Ra 05a and Ra 05b are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
- Ra 06 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group.
- Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b may be bonded to each other to form a ring.
- Ra 05a or Ra 05b and Ra 06 may be bonded to each other to form a ring.
- * indicates a bond with the oxygen atom (-O-) in the general formula (a0-1). ]
- W 01 is a polymerizable group-containing group.
- the "polymerizable group" in W 01 is a group that enables a compound having a polymerizable group to be polymerized by radical polymerization etc., for example, a group containing multiple bonds between carbon atoms such as an ethylenic double bond. means.
- the structural unit (a01) multiple bonds in the polymerizable group are cleaved to form a main chain.
- Examples of the polymerizable group in W 01 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 perfluorovinyl group.
- the "polymerizable group-containing group" in W 01 may be a group consisting only of a polymerizable group, or a group consisting of a polymerizable group and another 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.
- ⁇ Divalent hydrocarbon group that may have a substituent When the group other than the polymerizable group is a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group, or an aromatic hydrocarbon group. It may be a base.
- the aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without 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 a ring in the structure.
- the linear 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 linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 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, even more preferably 3 or 4 carbon atoms, and has 3 carbon atoms. Most preferred.
- a branched alkylene group is preferable, 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 above linear or branched aliphatic hydrocarbon group may or may not have a substituent.
- substituents include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a carbonyl group.
- the 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 its 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, Examples include groups in which a group hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of the linear or branched 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.
- the cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group.
- As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable.
- the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
- the polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- the 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, and a carbonyl group.
- the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or 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, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, or tert-butoxy group. , methoxy group and ethoxy group are most preferred.
- the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
- the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
- a substituent containing a heteroatom In the cyclic aliphatic hydrocarbon group, some of the carbon atoms constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a heteroatom.
- 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, even 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 substituents.
- aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms; Can be mentioned.
- heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
- the aromatic hydrocarbon group includes a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); an aromatic compound containing two or more aromatic rings; (e.g.
- biphenyl, fluorene, etc. with two hydrogen atoms removed;
- One hydrogen atom of the group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle. is substituted with an alkylene group. (a group in which one atom is removed), and the like.
- the number of carbon atoms in the alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1. preferable.
- the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
- the hydrogen atom bonded to the 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, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or 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 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.
- Y21 is preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, even more preferably a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and a methylene group or an ethylene group. Particularly preferred.
- Y 22 is preferably a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and more preferably a methylene group, ethylene group or alkylmethylene group.
- the alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear 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.
- a' is 1 to 10
- b' is an integer of 1 to 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably 1 to 5, even more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
- b' is an integer of 1 to 10, preferably 1 to 8; An integer is preferred, an integer from 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is even more preferred, and 1 is most preferred.
- R X11 , R X12 , and R It is a divalent linking group.
- the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms.
- a fluorine atom is particularly preferred.
- each of R X11 and R A hydrogen atom and a methyl group are more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
- R Preferred is a hydrogen atom, particularly preferred.
- Ya 01 is a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group in Ya 01 is not particularly limited, but suitable examples include a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, etc. Same as above.
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the following general formula (a0-r-1) or (a0-r-2).
- Ra 01 to Ra 03 are each independently a hydrocarbon group, and Ra 02 and Ra 03 may be bonded to each other to form a ring.
- Examples of the hydrocarbon group in Ra 01 to Ra 03 include a linear or branched alkyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
- 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, methyl group, ethyl group or n-butyl group are preferred, and methyl group or ethyl group is more preferred.
- the branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group, and isopropyl group is 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 aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable.
- the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
- the aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, specifically Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- the aromatic hydrocarbon group of Ra 01 to Ra 03 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, even more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
- aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms; Can be mentioned.
- heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
- the aromatic hydrocarbon group in Ra 01 to Ra 03 includes a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (aryl group or heteroaryl group); two or more aromatic A group in which one hydrogen atom is removed from an aromatic compound containing a ring (e.g., biphenyl, fluorene, etc.); A group in which one hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (e.g., arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group).
- the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon number. preferable.
- the cyclic hydrocarbon group in Ra 01 to Ra 03 may have a substituent.
- this substituent include -R P1 , -R P2 -O-R P1 , -R P2 -CO-R P1 , -R P2 -CO-OR P1 , -R P2 -O-CO-R P1 , -R P2 -OH, -R P2 -CN or -R P2 -COOH (hereinafter these substituents are also collectively referred to as "Ra 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 a monovalent cyclic saturated hydrocarbon group 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 a divalent cyclic saturated hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. is a divalent aromatic hydrocarbon group.
- the hydrogen atoms of the chain saturated hydrocarbon group, aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group 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 the above substituents.
- Examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, etc. It will be done.
- Examples of the monovalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, etc.
- 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
- Examples include polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as a group, a tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group, and an adamantyl group.
- monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring 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, a tetrahydrofuranyl group, and the like.
- a group represented by the following general formula (a0-r1-01) When Ra 02 and Ra 03 combine with each other to form a ring, a group represented by the following general formula (a0-r1-01), a group represented by the following general formula (a0-r1-02), the following Preferred examples include groups represented by the general formula (a0-r1-03).
- groups represented by the following general formula (a0-r1-04) are preferred.
- Ra 001 is a linear or branched alkyl group that may be substituted.
- Yaa 0 is a carbon atom.
- Xaa 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Yaa 0 .
- Some or all of the hydrogen atoms included in this cyclic hydrocarbon group may be substituted, and some of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with heteroatoms.
- * indicates a bond with the oxygen atom (-O-) in the general formula (a0-1).
- Yab 0 is a carbon atom.
- Xab 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Yab 0 .
- Ra 002 to Ra 004 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 possessed by the chain saturated hydrocarbon group and aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group may be substituted. Two or more of Ra 002 to Ra 004 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
- Yac 0 is a carbon atom.
- Xac 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Yac 0 .
- Some or all of the hydrogen atoms included in this cyclic hydrocarbon group may be substituted, and some of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with heteroatoms.
- Ra 005 is an aromatic hydrocarbon group. Some or all of the hydrogen atoms possessed by this aromatic hydrocarbon group may be substituted, and some of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with heteroatoms.
- Ra 006 and Ra 007 each independently represent a monovalent chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom. Some or all of the hydrogen atoms possessed by this chain hydrocarbon group may be substituted.
- Ra 008 is a hydrocarbon group that may have a substituent. * indicates a bond with the oxygen atom (-O-) in the general formula (a0-1) (the same applies hereinafter). ]
- Ra 001 is a linear or branched alkyl group that may be substituted.
- 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, methyl group, ethyl group or n-butyl group are preferred, and methyl group or ethyl group is more preferred.
- the branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group, and tert-butyl group is preferred. preferable.
- Examples of the substituent that the linear or branched alkyl group in Ra 001 may have include the above-mentioned Ra x5 .
- Ra 001 is a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, among the above. is preferable, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is more preferable, and a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is even more preferable.
- Yaa 0 is a carbon atom
- Xaa 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Yaa 0 .
- the cyclic hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group, a fused cyclic hydrocarbon group of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, or a polycyclic group. However, it may also be a monocyclic group.
- the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable.
- the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, preferably 5 or 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 two or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- the aromatic hydrocarbon group in the fused cyclic hydrocarbon group of an aliphatic hydrocarbon group and an 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, even more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
- aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms; Can be mentioned.
- heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
- fused cyclic hydrocarbon group of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group are shown below.
- Some or all of the hydrogen atoms included in the above-mentioned cyclic hydrocarbon group may be substituted, and some of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with heteroatoms.
- Specific examples of the substituent that substitutes some or all of the hydrogen atoms of the cyclic hydrocarbon group include the above-mentioned Ra x5 .
- examples of the heteroatoms include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
- the cyclic hydrocarbon group formed by Xaa 0 and Yaa 0 is preferably an aliphatic hydrocarbon group such as a monocyclic group or a polycyclic group, A monocyclic aliphatic hydrocarbon group is more preferred, and a monocyclic aliphatic hydrocarbon group having 5 or 6 carbon atoms is even more preferred.
- a0-r1-02 a group represented by general formula (a0-r1-02)
- Yab 0 is a carbon atom
- Xab 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group with Yab 0 .
- this cyclic hydrocarbon group include those similar to the cyclic hydrocarbon group formed by Xaa 0 and Yaa 0 described above.
- Ra 002 to Ra 004 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 1 having 3 to 20 carbon atoms. aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group.
- Examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 002 to Ra 004 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, and octyl group. group, decyl group, etc.
- Examples of the monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in Ra 002 to Ra 004 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, 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. 1.13,7]decanyl group, tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group, and polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as adamantyl group.
- Part or all of the hydrogen atoms possessed by the chain saturated hydrocarbon group and the aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group in Ra 002 to Ra 004 may be substituted.
- Specific examples of the substituent that substitutes some or all of the hydrogen atoms of the chain saturated hydrocarbon group and the aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group include the above-mentioned Ra x5 .
- examples of the heteroatoms include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
- Groups containing a carbon-carbon double bond formed by two or more of Ra 002 to Ra 004 bonding to each other to form a cyclic structure include, for example, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, a methylcyclopentenyl group, a methyl Examples include a cyclohexenyl group, a cyclopentylideneethenyl group, and a cyclohexylideneethenyl group. Among these, a cyclopentenyl group, a cyclohexenyl group, and a cyclopentylideneethenyl group are preferred from the viewpoint of ease of synthesis.
- a0-r1-03 Group represented by general formula (a0-r1-03)
- Yac 0 is a carbon atom
- Xac 0 is a group that forms a cyclic hydrocarbon group with Yac 0 . be.
- this cyclic hydrocarbon group include those similar to the cyclic hydrocarbon group formed by Xaa 0 and Yaa 0 described above.
- Ra 005 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms.
- Some or all of the hydrogen atoms possessed by the aromatic hydrocarbon group may be substituted, and some of the carbon atoms constituting the ring may be substituted with heteroatoms.
- Specific examples of the substituent that substitutes some or all of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon group include the above-mentioned Ra x5 .
- examples of the heteroatoms include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
- Ra 006 and Ra 007 each independently represent a monovalent chain hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms. group or hydrogen atom. Some or all of the hydrogen atoms possessed by the monovalent chain hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include the above-mentioned Ra x5 .
- Examples of the monovalent chain hydrocarbon group include a linear or branched saturated hydrocarbon group (alkyl group) or a linear or branched unsaturated hydrocarbon group.
- linear or branched alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group. etc.
- the linear or branched unsaturated hydrocarbon group includes an unsaturated hydrocarbon group having a double bond such as an alkenyl group, an alkadienyl group, an alkalitrienyl group; an alkynyl group, a dialkyne group;
- unsaturated hydrocarbon groups having a triple bond such as a group from which one hydrogen atom has been removed, and a group from which one hydrogen atom has been removed from trialkyne.
- linear or branched alkenyl group examples include linear alkenyl groups such as vinyl group, propenyl group (allyl group), and 2-butenyl group; 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group; , 1-methylpropenyl group, 2-methylpropenyl group, and other branched alkenyl groups.
- alkadienyl group examples include a propadienyl group and a butadienyl group.
- alkatrienyl group examples include butatrienyl group.
- linear or branched alkynyl group examples include linear alkynyl groups such as ethynyl group, propargyl group, 3-pentynyl group, and methylethynyl group (-C ⁇ C-CH 3 ); -branched alkynyl groups such as methylpropargyl group, etc.
- Specific examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from dialkyne include a group obtained by removing one hydrogen atom from diacetylene.
- Specific examples of the group obtained by removing one hydrogen atom from trialkyne include a group obtained by removing one hydrogen atom from hexa-1,3,5-triyne.
- Ra 006 and Ra 007 are each independently a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a linear saturated hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms.
- An unsaturated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, or a linear saturated hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms is more preferable.
- a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or a linear unsaturated hydrocarbon group having 2 or 3 carbon atoms is more preferred.
- Ra 008 is a hydrocarbon group that may have a substituent.
- examples of the hydrocarbon group in Ra 008 include a linear or branched saturated hydrocarbon group (alkyl group), a linear or branched unsaturated hydrocarbon group, or a cyclic hydrocarbon group.
- the hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
- the alicyclic hydrocarbon group which is a monocyclic 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 alicyclic 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. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- Ra 008 examples include the same aromatic hydrocarbon groups as in Rb 006 .
- Ra 008 is preferably a group in which one or more hydrogen atoms are removed from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and more preferably a group in which one or more hydrogen atoms are removed from benzene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene.
- a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is 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 more preferable.
- a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene is more preferable
- a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene is particularly preferable
- a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene is more preferable.
- Ra 008 may have include the same substituents as Rb 006 .
- Ra 008 is a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms. It is preferably a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, or a monocyclic alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and is more preferably a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. It is more preferably a linear saturated hydrocarbon group having 3 to 3 carbon atoms or a monocyclic alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.
- Ra 04 is a hydrocarbon group.
- Ra 05a and Ra 05b are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.
- Ra 06 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group.
- Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b may be bonded to each other to form a ring.
- Ra 05a or Ra 05b and Ra 06 may be bonded to each other to form a ring.
- * indicates a bond with the oxygen atom (-O-) in the general formula (a0-1). ]
- the hydrocarbon groups in Ra 04 and Ra 06 include the same ones as in Ra 01 above.
- the alkyl groups in Ra 05a and Ra 05b include the same alkyl groups as in Ra 01 above.
- the hydrocarbon group in Ra 04 and Ra 06 and the alkyl group in Ra 05a and Ra 05b may have a substituent. Examples of this substituent include the above-mentioned Ra x5 .
- Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b may be bonded to each other to form a ring.
- the ring may be polycyclic, monocyclic, alicyclic, or aromatic.
- the alicyclic ring and aromatic ring may contain a heteroatom.
- examples of the ring formed by Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b bonded to each other include monocycloalkenes and monocycloalkenes in which some of the carbon atoms are heteroatoms (oxygen atoms, sulfur atoms, etc.). Substituted rings, monocycloalkadienes are preferred, cycloalkenes having 3 to 6 carbon atoms are preferred, and cyclopentene or cyclohexene is preferred.
- the ring formed by combining Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b with each other may be a fused ring.
- Specific examples of the condensed ring include indane and the like.
- the ring formed by bonding Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b to each other may have a substituent.
- this substituent include the above-mentioned Ra x5 .
- Ra 05a or Ra 05b and Ra 06 may be combined with each other to form a ring, and the ring may be the same as the ring formed by Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b combined with each other. Things can be mentioned.
- Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b are preferably bonded to each other to form a ring, and more preferably bonded to each other to form a monocycle. Preferably, it is more preferable that they combine with each other to form a monocyclic alicyclic ring. Further, the ring formed by Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b bonded to each other may have a substituent, and the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferred, and a methyl group or an ethyl group is even more preferred.
- acid-dissociable groups represented by the above formula (a0-r-2) acid-dissociable groups represented by the above formula (r-sp-03) or (r-sp-03) are preferable.
- q01 is an integer from 0 to 3.
- q01 When q01 is 0, it becomes a benzene structure, when q01 is 1, it becomes a naphthalene structure, when q01 is 2, it becomes an anthracene structure, and when q01 is 3, it becomes a tetracene structure.
- n01 is an integer of 1 or more, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
- the structural unit (a01) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a0-1-1).
- R 01 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 001 is a single bond or a divalent linking group.
- Ya 01 is a single bond or a divalent linking group.
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the general formula (a0-r-1) or (a0-r-2).
- q01 is an integer from 0 to 3.
- n01 is an integer of 1 or more. However, n01 ⁇ q01 ⁇ 2+4. ]
- the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 01 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group
- examples include ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, and neopentyl group.
- the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms.
- R 01 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 a hydrogen atom is more preferable from the viewpoint of industrial availability.
- Ya 001 is a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group in Ya 001 is not particularly limited, but suitable examples include a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, and a divalent linking group containing a hetero atom. These are the same as the divalent hydrocarbon group and the divalent linking group containing a hetero atom in W 01 , respectively.
- Ya 01 is the same as Ya 01 in the above formula (a0-1).
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the above-mentioned general formula (a0-r-1) or (a0-r-2).
- Rax 01 is an acid dissociable group represented by any of the above formulas (a0-r1-01) to (a0-r1-04), or the above An acid dissociable group represented by formula (a0-r-2) is preferable.
- the acid-dissociable group is preferably a cyclic acid-dissociable group.
- Rax 01 is an acid-dissociable group represented by the above formula (a0-r1-01); , an acid dissociable group in which Ra 008 is a cyclic hydrocarbon group; or represented by the above formula (a0-r-2), in which Ra 04 and Ra 05a or Ra 05b are More preferably, they are acid-dissociable groups that are bonded to each other to form a ring.
- R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
- examples of the above formulas (a01-1a-1), (a01-1a-2), (a01-1a-34), (a01-1a -41), (a01-1a-45), (a01-1a-47) to (a01-1a-50), and the above formula (a01-1a-1 ), (a01-1a-2), (a01-1a-34), (a01-1a-47) to (a01-1a-50) are more preferable.
- the number of structural units (a01) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
- the proportion of the structural unit (a01) in the component (A1) is preferably 20 to 90 mol%, and 30 to It is more preferably 80 mol%, and even more preferably 35 to 75 mol%.
- sensitivity and CDU can be further improved.
- the structural unit (a02) is a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (a0-2).
- W 02 is a polymerizable group-containing group.
- Ya 02 is a single bond or a divalent linking group.
- q02 is an integer from 0 to 3.
- n02 is an integer of 1 or more. However, n02 ⁇ q02 ⁇ 2+4. ]
- W 02 is a polymerizable group-containing group.
- W 02 include those similar to W 01 in the above formula (a0-2).
- R X21 , R X22 , and R It is a divalent linking group. It is preferable that R X21 , R X22 and R X23 are each hydrogen atoms.
- Ya x02 is preferably a single bond.
- Ya 02 is a single bond or a divalent linking group.
- Examples of Ya 02 include those similar to Ya 01 in the above formula (a0-2). Among these, Ya 02 is preferably a single bond.
- q02 is an integer from 0 to 3.
- q02 When q02 is 0, it becomes a benzene structure, when q02 is 1, it becomes a naphthalene structure, when q02 is 2, it becomes an anthracene structure, and when q02 is 3, it becomes a tetracene structure.
- n02 is an integer of 1 or more, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
- the structural unit (a02) preferably has a structure in which the acid dissociable group (Rax 01 ) in the structural unit (a01) is dissociated.
- R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
- the structural unit (a02) in the resist composition of the present embodiment is preferably a structural unit represented by the above formula (a0-2a-1) or (a01-2a-7).
- the number of structural units (a02) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
- the proportion of the structural unit (a02) in the component (A1) is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1), It is more preferably 0.1 to 8 mol%, and even more preferably 0.1 to 5 mol%.
- sensitivity can be further improved.
- CDU can be further improved.
- the component (A1) may have other structural units as necessary.
- Other structural units include, for example, a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases by the action of an acid; a structural unit (a10) represented by the general formula (a10-1) described below; a lactone-containing ring Structural unit (a2) containing a formula group; Structural unit (a8) derived from a compound represented by general formula (a8-1) described below, and the like.
- the structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid. However, those corresponding to the above-mentioned structural unit (a01) or structural unit (a02) are excluded.
- Examples of the acid-dissociable group include those that have been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resist compositions.
- the "tertiary alkyl ester type acid” represented by the above-mentioned general formula (a0-r-1) is proposed as an acid-dissociable group for a base resin for a chemically amplified resist composition.
- Acetal type acid dissociable group Among the polar groups, the acid-dissociable group that protects the carboxyl group or hydroxyl group is, for example, an acid-dissociable group represented by the following general formula (a1-r-1) (hereinafter referred to as an "acetal-type acid-dissociable group"). ) can be mentioned.
- Ra' 1 and Ra' 2 are hydrogen atoms or alkyl groups.
- Ra' 3 is a hydrocarbon group, and Ra' 3 may be bonded to either Ra' 1 or Ra' 2 to form a ring.
- At least one of Ra' 1 and Ra' 2 is preferably a hydrogen atom, and more preferably both are hydrogen atoms.
- the alkyl group may be one of the alkyl groups listed as substituents that may be bonded to the carbon atom at the ⁇ position in the explanation of the ⁇ -substituted acrylic ester above. Similar groups can be mentioned, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred. Specifically, linear or branched alkyl groups are preferably mentioned.
- examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, etc. More preferred, and methyl group is particularly preferred.
- the hydrocarbon group for Ra' 3 includes a linear or branched alkyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
- 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, methyl group, ethyl group or n-butyl group are preferred, and methyl group or ethyl group is more preferred.
- the branched alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples include isopropyl group, isobutyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2,2-dimethylbutyl group, and isopropyl group is preferred.
- the hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
- the alicyclic hydrocarbon group which is a monocyclic 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 alicyclic 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. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- the aromatic hydrocarbon group of 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, even more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
- aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms; Can be mentioned.
- heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
- the aromatic hydrocarbon group in Ra' 3 is a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (aryl group or heteroaryl group); A group in which one hydrogen atom is removed from an aromatic compound (e.g.
- biphenyl, fluorene, etc. a group in which one hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (e.g., benzyl group , phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, arylalkyl group such as 2-naphthylethyl group, etc.).
- the alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and has 1 carbon atom. It is particularly preferable.
- the cyclic hydrocarbon group at Ra' 3 may have a substituent.
- this substituent include -R P1 , -R P2 -O-R P1 , -R P2 -CO-R P1 , -R P2 -CO-OR P1 , -R P2 -O-CO-R P1 , -R P2 -OH, -R P2 -CN or -R P2 -COOH (hereinafter these substituents are also collectively referred to as "Ra 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 a monovalent cyclic saturated hydrocarbon group 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 a divalent cyclic saturated hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms. is a divalent aromatic hydrocarbon group.
- the hydrogen atoms of the chain saturated hydrocarbon group, aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group, and aromatic hydrocarbon group 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 the above substituents.
- Examples of the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, decyl group, etc. It will be done.
- Examples of the monovalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, cyclododecyl group, etc.
- 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
- Examples include polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as a group, a tetracyclo[6.2.1.13,6.02,7]dodecanyl group, and an adamantyl group.
- monovalent aromatic hydrocarbon groups having 6 to 30 carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring 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, a tetrahydrofuranyl group, and the like.
- the acid-dissociable group that protects the hydroxyl group is, 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" for convenience). ”) can be mentioned.
- Ra' 7 to Ra' 9 are each an alkyl group.
- Ra' 7 to Ra' 9 are each preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Further, the total number of carbon atoms in each alkyl group is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5, and most preferably 3 to 4.
- Examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formula (a1-1-1).
- 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 which may have an ether bond.
- n a1 is an integer from 0 to 2.
- Ra 1 is an acid dissociable group. * indicates a bond.
- R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
- the proportion of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 0 to 50 mol%, and 0 to 40 mol%, based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). is more preferable, and even more preferably 0 to 30 mol%.
- the structural unit (a10) is a structural unit represented by the following general formula (a10-1) (excluding those corresponding to the structural unit (a01), the structural unit (a02), or the structural unit (a1)) It is.
- 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 even more preferred, and a hydrogen atom is particularly preferred.
- Ya x1 is a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group in Ya It is mentioned as.
- Wa x1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
- the aromatic hydrocarbon group in Wa x1 include a group obtained by removing (na x1 +1) hydrogen atoms from an aromatic ring that may have a substituent.
- 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, even more preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
- aromatic ring examples include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with hetero atoms; can be mentioned.
- heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
- the aromatic hydrocarbon group in Wa x1 is an aromatic compound containing an aromatic ring that may have two or more substituents (e.g.
- Wa x1 is preferably a group obtained by removing ( nax1 +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.
- the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenated alkyl group.
- Examples of the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as the substituent include those listed as the substituent for the cyclic alicyclic 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, and is preferably an ethyl group or a methyl group. A group is more preferred, and a methyl group is 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, even more preferably 1, 2 or 3, and 1 or 2 is Particularly preferred.
- R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
- the number of structural units (a10) contained in the component (A1) may be one or more.
- the proportion of the structural unit (a10) in the component (A1) is as follows: It is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol%, and even more preferably 20 to 60 mol%.
- the component (A1) may further have a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group (excluding those corresponding to the structural unit (a1)).
- the lactone-containing cyclic group of the structural unit (a2) is effective in increasing the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used to form the resist film.
- the structural unit (a2) for example, the acid diffusion length can be appropriately adjusted, the adhesion of the resist film to the substrate can be increased, and the solubility during development can be appropriately adjusted, so that the lithography properties can be improved. etc. will be good.
- the lactone ring is counted as the first ring, and when there is only a lactone ring, it is called a monocyclic group, and when it has other ring structures, it is called a polycyclic group regardless of the structure.
- the lactone-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
- the lactone-containing cyclic group in the structural unit (a2) is not particularly limited and any arbitrary group can be used. Specifically, groups represented by the following general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7) can be mentioned.
- R'' is a hydrogen atom, an alkyl group, or a lactone-containing cyclic group
- A'' has 1 to 1 carbon atoms, which may include an oxygen atom (-O-) or a sulfur atom (-S-); 5 alkylene group, oxygen atom or sulfur atom, n' is an integer of 0 to 2, and m' is 0 or 1.
- * indicates a bond (the same applies hereinafter).
- the alkyl group at 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, hexyl group, and the like. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is particularly preferred.
- the alkoxy group for Ra' 21 is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
- the alkoxy group is preferably linear or branched. Specifically, a group in which the alkyl group mentioned above as the alkyl group in Ra' 21 and an oxygen atom (-O-) are connected can be mentioned.
- the halogen atom at Ra' 21 is preferably a fluorine atom. Examples of the halogenated alkyl group at Ra' 21 include groups in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group at Ra' 21 are substituted with the halogen atoms. As the halogenated alkyl group, a fluorinated alkyl group is preferable, and a perfluoroalkyl group is particularly preferable.
- R" is a hydrogen atom, an alkyl group, or a lactone-containing cyclic group.
- the alkyl group in 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 or 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.
- groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane; adamantane, norbornane examples include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- Examples of the lactone-containing cyclic group in R'' include the same groups as those represented by the general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
- the hydroxyalkyl group in Ra' 21 preferably has 1 to 6 carbon atoms, and specifically includes a group in which at least one hydrogen atom of the alkyl group in Ra' 21 is substituted with a hydroxyl group. It will be done.
- Ra' 21 is preferably each independently a hydrogen atom or a cyano group.
- the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in A'' is linear or branched.
- alkylene groups such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, isopropylene group, etc.
- specific examples include the terminal or sulfur atom of the alkylene group.
- groups in which -O- or -S- is present 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.
- the structural unit (a2) is preferably a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent.
- the structural unit (a2) is preferably a structural unit represented by the following general formula (a2-1).
- 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 a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferred from the viewpoint of industrial availability.
- the divalent linking group for Ya 21 is not particularly limited, but includes a divalent hydrocarbon group that may have a substituent, a divalent linking group containing a hetero atom, etc. are preferably mentioned.
- Ya 21 is preferably a single bond, and La 21 is preferably -COO- or -OCO-.
- Ra 21 is a lactone-containing cyclic group.
- Preferable examples of the lactone-containing cyclic group in Ra 21 include groups represented by the aforementioned general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7).
- the number of structural units (a2) contained in the component (A1) may be one or more.
- the proportion of the structural unit (a2) is 1 to 20 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). It is preferably 1 to 15 mol%, and even more preferably 1 to 10 mol%.
- the proportion of the structural unit (a2) is at least the preferable lower limit value, the effect of containing the structural unit (a2) can be sufficiently obtained due to the above-mentioned effect, and when it is below the upper limit value, the ratio with other structural units is A balance can be achieved, and various lithography properties can be improved.
- the structural unit (a8) is a structural unit derived from a compound represented by the following general formula (a8-1). However, those corresponding to the structural unit (a0) are excluded.
- W 2 is a polymerizable group-containing group.
- Ya x2 is a single bond or a (na x2 +1)-valent linking group. Ya x2 and W 2 may form a condensed ring.
- R 1 is a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
- R 2 is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may have a fluorine atom.
- R 2 and Ya x2 may be bonded to each other to form a ring structure.
- n ax2 is an integer from 1 to 3.
- the "polymerizable group" in the polymerizable group-containing group of W2 is a group that allows a compound having a polymerizable group to be polymerized by radical polymerization, etc. A group containing multiple bonds.
- the polymerizable group-containing group may be a group consisting only of a polymerizable group, or a group consisting of a polymerizable group and another 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.
- the fused ring formed by Ya x2 and W 2 includes a fused ring formed by the polymerizable group at the W 2 site and Ya x2 , and a fused ring formed by Ya x2 and a group other than the polymerizable group at the W 2 site. Examples include fused rings.
- the condensed ring formed by Ya x2 and W 2 may have a substituent.
- R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
- the structural unit (a8) has the chemical formulas (a8-1-01) to (a8-1-04), (a8-1-06), (a8-1-08), (a8-1- 09) and (a8-1-10), respectively, is preferable, and at least one type selected from the group consisting of structural units represented by chemical formulas (a8-1-01) to (a8-1-04), ( At least one type selected from the group consisting of structural units represented by a8-1-09) is more preferred.
- the number of structural units (a8) contained in the component (A1) may be one or more.
- the proportion of the structural unit (a8) in the component (A1) is preferably 50 mol% or less, and 0 to 30 mol%, based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). % is more preferable.
- the component (A1) contained in the resist composition may be used alone or in combination of two or more.
- the component (A1) is a resin component having a structural unit (a01) and a structural unit (a02).
- the structural unit (a02) preferably has a structure in which the acid-dissociable group (Rax 01 ) in the structural unit (a01) is dissociated.
- a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a01) and a repeating structure of the structural unit (a02) is preferable.
- a polymer compound having a repeating structure of and a repeating structure of the structural unit (a10) is more preferable.
- the molar ratio of the structural unit (a01) and the structural unit (a02) is preferably 70:30 to 99.9:0.1, and 80: The ratio is more preferably 20 to 99.5:0.5, even more preferably 85:15 to 99.5:0.5, particularly 90:10 to 99.5:0.5. preferable.
- the proportion of the structural unit (a01) in the polymer compound is preferably 20 to 90 mol%, and 30 to 80 mol%, based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound. It is more preferably mol%, and even more preferably 35 to 75 mol%. Further, the proportion of the structural unit (a02) in the polymer compound is preferably 0.1 to 10 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the polymer compound. , more preferably 0.1 to 8 mol%, and even more preferably 0.1 to 5 mol%.
- the proportion of the structural unit (a10) in the polymer compound is preferably 5 to 70 mol%, and 15 to 65 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the polymer compound. % is more preferable, and 20 to 60 mol% is even more preferable.
- the molar ratio of the structural unit (a01) and the structural unit (a02) to the structural unit (a10) (structural unit (a01) and (a02): structural unit (a10)) is 2:8 to 8:2.
- the ratio is preferably 3:7 to 8:2, even more preferably 4:6 to 8:2.
- the component (A1) is prepared by dissolving monomers for inducing each structural unit in a polymerization solvent, and then initiating radical polymerization of, for example, azobisisobutyronitrile (AIBN), dimethyl azobisisobutyrate (for example, V-601, etc.). It can be manufactured by adding an agent and polymerizing it.
- the component (A1) may include a monomer that induces the structural unit (a01), a monomer that induces the structural unit (a02), and, if necessary, a monomer that induces other structural units (for example, the structural unit (a10).
- a radical polymerization initiator such as the one described above is added thereto for polymerization, and then a deprotection reaction is performed. I can do it.
- a chain transfer agent such as HS-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C(CF 3 ) 2 -OH in combination
- -C(CF 3 ) is added to the terminal. 2 -OH group may be introduced.
- a copolymer into which a hydroxyalkyl group is introduced in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine atoms can reduce development defects and reduce LER (line edge roughness: unevenness of line sidewalls). It is effective in reducing
- the weight average molecular weight (Mw) of the component (A1) is not particularly limited, and is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 2,000 to 30,000, and from 3,000 to 20,000 is more preferable.
- Mw of component (A1) is below the preferable upper limit of this range, it has sufficient solubility in a resist solvent to be used as a resist, and when it is above the preferable lower limit of this range, it has good dry etching resistance.
- the cross-sectional shape of the resist pattern is good.
- the degree of dispersion (Mw/Mn) of component (A1) is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, particularly preferably 1.0 to 2.0. .
- Mn indicates a number average molecular weight.
- the resist composition of the present embodiment contains, as the (A) component, a base material component (hereinafter referred to as "(A2) ) may be used in combination.
- the component (A2) is not particularly limited, and may be arbitrarily selected from a large number of components conventionally known as 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, even more preferably 75% by mass or more, and 100% by mass, based on the total mass of component (A). It may be. When the proportion is 25% by mass or more, a resist pattern that is excellent in various lithography properties such as high sensitivity, CDU, resolution, and roughness improvement is easily formed.
- the content of component (A) may be adjusted depending on the thickness of the resist film to be formed, etc.
- the resist composition of this embodiment may further contain other components in addition to the component (A) described above.
- Other components include, for example, the following components (B), (D), (E), (F), and (S).
- the resist composition of this embodiment preferably further contains an acid generator component (B) that generates acid upon exposure.
- Component (B) is not particularly limited, and those that have been proposed as acid generators for chemically amplified resist compositions can be used.
- Such acid generators include onium salt acid generators such as iodonium salts and sulfonium salts; oxime sulfonate acid generators; diazomethane-based acid generators such as bisalkyl or bisarylsulfonyl diazomethanes and poly(bissulfonyl)diazomethanes; Acid generators include a wide variety of acid generators such as nitrobenzylsulfonate acid generators, iminosulfonate acid generators, and disulfone acid generators.
- Examples of onium salt-based acid generators include compounds represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”), and compounds represented by the general formula (b-2). Examples include a compound (hereinafter also referred to as “component (b-2)”) or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “component (b-3)”).
- Examples of onium salt-based acid generators include compounds represented by the following general formula (b-1) (hereinafter also referred to as “component (b-1)”), and compounds represented by the general formula (b-2). Examples include a compound (hereinafter also referred to as “component (b-2)”) or a compound represented by general formula (b-3) (hereinafter also referred to as “component (b-3)”).
- R 101 and R 104 to R 108 each independently represent a cyclic group that may have a substituent, a chain alkyl group that may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group that may have.
- R 104 and R 105 may be bonded to 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 a single bond containing an oxygen atom.
- V 101 to V 103 each independently represent 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 a cyclic group that may have a substituent, a chain alkyl group that may have a substituent, or a substituent It is a chain alkenyl group which may have.
- Cyclic group that may have a substituent 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.
- Aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
- the aromatic hydrocarbon group in 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, even more preferably 5 to 20, particularly preferably 6 to 15, and most preferably 6 to 10. .
- the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in substituents.
- the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group in R 101 is benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or some of the carbon atoms constituting these aromatic rings are substituted with heteroatoms. Examples include aromatic heterocycles.
- the heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
- the aromatic hydrocarbon group in R 101 includes a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: e.g., phenyl group, naphthyl group, etc.), a group in which one hydrogen atom in the aromatic ring is alkylene
- groups substituted with groups eg, arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group).
- the number of carbon atoms in the alkylene group (alkyl chain in the arylalkyl group) is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.
- Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 include aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the structure.
- the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group in which one hydrogen atom is removed 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 is interposed 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 a group obtained by removing one or more 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 one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
- the polycycloalkanes include polycycloalkanes having polycyclic skeletons such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having steroid skeletons; More preferred are polycycloalkanes having a polycyclic skeleton.
- cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane or polycycloalkane is preferable, and a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane is more preferable.
- an adamantyl group and a norbornyl group are more preferable, and an adamantyl group is particularly preferable.
- the linear aliphatic hydrocarbon group that may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 4 carbon atoms. , 1 to 3 are most preferred.
- a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 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 that may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms, and even more preferably 3 or 4 carbon atoms. , 3 are most preferred.
- a branched alkylene group is preferable, 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 -; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, alkyltrimethylene groups such as -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylal
- the cyclic hydrocarbon group in R 101 may contain a heteroatom such as a heterocycle.
- * represents a bond bonded to Y 101 in formula (b-1).
- R is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, or a -SO 2 --containing cyclic group;
- B" has 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom is an alkylene group, an oxygen atom or a sulfur atom, and n' is an integer of 0 to 2. * indicates a bond.
- B'' is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may contain an oxygen atom or a sulfur atom, an oxygen atom or a sulfur atom. It is. B'' 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 even more preferably a methylene group.
- Examples of the substituent in the cyclic group of R 101 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, and the like.
- the alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or 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, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, or tert-butoxy group. Most preferred are methoxy and ethoxy groups.
- the halogen atom as a substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
- halogenated alkyl group as a substituent examples include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, etc., in which some or all of the hydrogen atoms are Examples include groups substituted with the aforementioned halogen atoms.
- the carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group (-CH 2 -) constituting a cyclic hydrocarbon group.
- the cyclic hydrocarbon group in R 101 may be a fused cyclic group containing a fused ring in which an aliphatic hydrocarbon ring and an aromatic ring are fused.
- the fused ring include one in which one or more aromatic rings are fused to a polycycloalkane having a polycyclic skeleton of a bridged ring system.
- Specific examples of the bridged ring polycycloalkanes include bicycloalkanes such as bicyclo[2.2.1]heptane (norbornane) and bicyclo[2.2.2]octane.
- the fused ring type is preferably a group containing a fused ring in which two or three aromatic rings are fused to a bicycloalkane, and a group containing a fused ring in which two or three aromatic rings are fused to a bicyclo[2.2.2]octane. More preferred are groups containing fused rings.
- Specific examples of the fused 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 bonded to Y 101 in formula (b-1).
- substituents that the fused cyclic group in R 101 may have include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, halogenated alkyl groups, hydroxyl groups, carbonyl groups, nitro groups, aromatic hydrocarbon groups, and aliphatic groups. Examples include cyclic hydrocarbon groups. Examples of the alkyl group, alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as a substituent for the fused cyclic group include those listed as the substituent for the cyclic group in R 101 above.
- Examples of the aromatic hydrocarbon group as a substituent for the fused cyclic group 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.), a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring, A group in which one of the groups is substituted with an alkylene group (for example, an arylalkyl group such as a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc.), the above Examples include heterocyclic groups represented by formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), respectively.
- Examples of the alicyclic hydrocarbon group as a substituent for the fused cyclic group include groups obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane such as cyclopentane and cyclohexane; adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracycloalkane; A group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane such as cyclododecane; a lactone-containing cyclic group represented by the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7); a lactone-containing cyclic group represented by the above general formula -SO 2 --containing cyclic groups represented by (b5-r-1) to (b5-r-4), respectively; represented by the formulas (r-hr-7) to (r-hr-16), respectively; Examples include heterocyclic groups such as
- the chain alkyl group for R 101 may be either 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 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
- Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, and 4-methylpentyl group.
- Chain-like alkenyl group which may have a substituent:
- the chain alkenyl group for R 101 may be linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms. 3 is particularly preferred.
- Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group.
- Examples of the branched alkenyl group include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group.
- a straight chain alkenyl group is preferable, a vinyl group and a propenyl group are more preferable, and a vinyl group is particularly preferable.
- Examples of the substituent in the chain alkyl group or alkenyl group of 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, and the cyclic group in R 101 above. Can be mentioned.
- R 101 is preferably a cyclic group that may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group that may have a substituent. Further, when the cyclic group or the cyclic hydrocarbon group has a substituent, the substituent is preferably an iodine atom.
- the cyclic hydrocarbon group includes a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane; the general formulas (a2-r-1) to (a2-r- 7) A lactone-containing cyclic group represented by each of formulas (b5-r-1) to (b5-r- 4 ) is preferred, and a phenyl group, A group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane is more preferable, and a phenyl group and an adamantyl group are even more preferable.
- Y 101 is a single bond or a divalent linking group containing an oxygen atom.
- Y 101 may contain atoms other than the oxygen atom.
- atoms other than oxygen atoms include carbon atoms, hydrogen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
- Oxygen atom-containing connecting group a combination of the non-hydrocarbon oxygen atom-containing connecting group and an alkylene group, and the like.
- a sulfonyl group (-SO 2 -) may be further linked to this combination.
- Examples of such divalent linking groups containing an oxygen atom include linking groups represented by the following general formulas (y-al-1) to (y-al-7), respectively.
- the bond to R 101 in the above formula (b-1) is the following general formula (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 in 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 preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms. More preferably, it is an alkylene group.
- the alkylene group in V' 101 and V' 102 may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, with a linear alkylene group being preferred.
- the alkylene group in V' 101 and V' 102 is 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 -, etc.
- alkylmethylene groups ethylene; Group [-CH 2 CH 2 -]; -CH(CH 3 )CH 2 -, -CH(CH 3 )CH(CH 3 )-, -C(CH 3 ) 2 CH 2 -, -CH(CH 2 CH 3 ) Alkylethylene group such as CH 2 -; trimethylene group (n-propylene group) [-CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH (CH 3 ) Alkyltrimethylene group such as CH 2 -; tetramethylene group [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -]; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 Examples include alkyltetramethylene groups such as CH 2 -; pentamethylene groups [-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -], and the like.
- a part of the methylene group 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 (a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a polycyclic aliphatic hydrocarbon group) represented by Ra' 3 in the above formula (a1-r-1).
- a divalent group obtained by removing one hydrogen atom from ) is preferred, and a cyclohexylene group, a 1,5-adamantylene group, or a 2,6-adamantylene group is more preferred.
- Y 101 is preferably a divalent linking group containing an ester bond or a divalent linking group containing an ether bond, each represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5).
- a linking group is more preferred, and a linking group represented by the above formula (y-al-1) is even more preferred.
- V 101 is a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group.
- the alkylene group and fluorinated alkylene group in V 101 preferably have 1 to 4 carbon atoms.
- the fluorinated alkylene group in V 101 includes a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkylene group in 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, and is preferably a single bond or a linear fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. is more preferable.
- R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
- R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.
- anion moiety represented by the formula (b-1) include, for example, when Y 101 is a single bond, fluorinated alkyl sulfonate anions such as trifluoromethanesulfonate anions and perfluorobutanesulfonate anions. ;
- 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 aliphatic cyclic group which may have a substituent, a monovalent heterocyclic group represented by the above chemical formulas (r-hr-1) to (r-hr-6), respectively.
- R''102 is an aliphatic cyclic group which may have a substituent, and is represented by the above formula (r-br-1) or (r-br-2).
- R''103 is an aromatic cyclic group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent.
- 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.
- v'' are each independently an integer from 0 to 3
- q'' are each independently an integer from 0 to 20
- n'' is 0 or 1.
- the aliphatic cyclic group which may have a substituent for R'' 101 , R'' 102 and R'' 103 is the group exemplified as the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 in formula (b-1) above. It is preferable that the substituent is the same as the substituent that may substitute the cyclic aliphatic hydrocarbon group in R 101 in the formula (b-1).
- the aromatic cyclic group which may have a substituent in R" 101 and R" 103 is the group exemplified as the aromatic hydrocarbon group in the cyclic hydrocarbon group in R 101 in formula (b-1) above. It is preferable that Examples of the substituent include the same substituents that may substitute the aromatic hydrocarbon group in R 101 in formula (b-1).
- the chain alkyl group which may have a substituent in R'' 101 is preferably the group exemplified as the chain alkyl group in R 101 in formula (b-1) above.
- the chain alkenyl group which may have a substituent in R'' 103 is preferably the group exemplified as the chain alkenyl group in R 101 in formula (b-1) above.
- R 104 and R 105 each independently represent a cyclic group that may have a substituent, or a chain group that may have a substituent. is an alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include those similar to R 101 in formula (b-1). However, R 104 and R 105 may be bonded to each other to form a ring. R 104 and R 105 are preferably a chain alkyl group that may have a substituent, and are a linear or branched alkyl group or a linear or branched fluorinated alkyl group. is more preferable.
- the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the chain alkyl group of R 104 and R 105 is preferably as small as possible within the range of the number of carbon atoms mentioned above, for reasons such as good solubility in a resist solvent.
- the greater the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms the stronger the acid strength, and the higher the resistance to high energy light and electron beams of 250 nm or less. This is preferable because it improves 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. It is a perfluoroalkyl group.
- V 102 and V 103 are each independently a single bond, an alkylene group, or a fluorinated alkylene group, and each of them is the same as V 101 in formula (b-1). Can be mentioned.
- L 101 and L 102 are each independently a single bond or an oxygen atom.
- R 106 to R 108 each independently represent a cyclic group that may have a substituent, or a chain that may have a substituent. is an alkyl group or a chain alkenyl group which may have a substituent, and examples thereof include those similar to R 101 in formula (b-1).
- L 103 to L 105 are each independently a single bond, -CO- or -SO 2 -.
- the anion in component (b-1) is preferable.
- M' m+ represents an m-valent onium cation.
- sulfonium cations and iodonium cations are preferred.
- m is an integer of 1 or more.
- Preferred cation moieties include organic cations represented by the following general formulas (ca-1) to (ca-3), respectively.
- R 201 to R 207 each independently represent an aryl group, an alkyl group, or an alkenyl group that may have a substituent.
- R 201 to R 203 and R 206 to R 207 may be bonded to 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 aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or -SO 2 - which may have a substituent. It is a containing cyclic group.
- examples of the aryl group in R 201 to R 207 include unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, such as phenyl group and naphthyl group. preferable.
- the alkyl group in R 201 to R 207 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
- the alkenyl group in R 201 to R 207 preferably has 2 to 10 carbon atoms.
- R 201 to R 207 and R 210 may have include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and the following general formula: Examples include groups represented by (car-r-1) to (car-r-7), respectively.
- R' 201 is each independently a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent. It is a good chain alkenyl group.
- Cyclic group that may have a substituent 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.
- Aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
- the aromatic hydrocarbon group in 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, even more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, Most preferably 6 to 10 carbon atoms.
- the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituents.
- the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group in R' 201 is benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a ring in which some of the carbon atoms constituting these aromatic rings are substituted with heteroatoms.
- the aromatic hydrocarbon group in R' 201 includes a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), a group in which one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is alkylene
- arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group).
- 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.
- Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 include aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the structure.
- the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group in which one hydrogen atom is removed 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 is interposed 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 a group obtained by removing one or more 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 one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
- the polycycloalkanes include polycycloalkanes having polycyclic skeletons such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having steroid skeletons; More preferred are polycycloalkanes having a polycyclic skeleton.
- cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane or a polycycloalkane is preferable, and a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane is preferable. More preferred are adamantyl groups and norbornyl groups, and most preferred are adamantyl groups.
- the linear or branched aliphatic hydrocarbon group that 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 linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 2 -], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -], and the like.
- a branched alkylene group is preferable, 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 -; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, alkyltrimethylene groups such as -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylal
- the cyclic hydrocarbon group in R' 201 may contain a heteroatom such as a heterocycle.
- Examples of the substituent in the cyclic group of R' 201 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, and the like.
- the alkyl group as a substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or 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, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, n-butoxy group, or tert-butoxy group. Most preferred are methoxy and ethoxy groups.
- a fluorine atom is preferable.
- halogenated alkyl group as a substituent examples include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, and tert-butyl group, in which some or all of the hydrogen atoms are Examples include groups substituted with the aforementioned halogen atoms.
- the carbonyl group as a substituent is a group that substitutes a methylene group (-CH 2 -) constituting a cyclic hydrocarbon group.
- Chain-like alkyl group which may have a substituent The chain alkyl group of R' 201 may be either 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 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
- Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, and 4-methylpentyl group.
- Chain-like alkenyl group which may have a substituent The chain alkenyl group for R' 201 may be either linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms, and The number of carbon atoms is more preferably 2 to 4, and the number of carbon atoms is particularly preferably 3.
- Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group.
- Examples of the branched alkenyl group include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group.
- a straight chain alkenyl group is preferable, a vinyl group and a propenyl group are more preferable, and a vinyl group is particularly preferable.
- substituents on the chain alkyl group or alkenyl group of 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 in the above R' 201 . etc.
- the cyclic group that may have a substituent, the chain alkyl group that may have a substituent, or the chain alkenyl group that may have a substituent for R'201 is other than those mentioned above.
- a cyclic group that may have a substituent or a chain alkyl group that may have a substituent those similar to the acid-dissociable group represented by the above formula (a1-r-2) can also be mentioned.
- R' 201 is preferably a cyclic group that may have a substituent, and more preferably a cyclic hydrocarbon group that may have a substituent. More specifically, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane; -SO 2 -containing cyclic groups represented by the general formulas (b5-r-1) to (b5-r-4), etc. are preferred.
- R 201 to R 203 and R 206 to R 207 are sulfur atoms, when bonding with each other to form a ring with the sulfur atom in the formula; Heteroatoms such as oxygen atoms and nitrogen atoms, carbonyl groups, -SO-, -SO 2 -, -SO 3 -, -COO-, -CONH- or -N(R N )- (where R N is a carbon atom They may be bonded via a functional group such as an alkyl group of numbers 1 to 5.).
- one ring in the formula containing a sulfur atom in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring, particularly a 5- to 7-membered ring.
- the ring formed include, for example, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thioxanthone ring, a thianthrene ring, a phenoxathiine ring, a tetrahydrothiophenium ring, a tetrahydrothio Examples include a pyranium 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, and when they are an alkyl group, they are bonded to each other. may be used to form a ring.
- R 210 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, or -SO 2 - which may have a substituent. It is a containing cyclic group. Examples of the aryl group for R 210 include unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms, with phenyl and naphthyl groups being preferred.
- 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 which may have a substituent in R 210 is preferably a "-SO 2 --containing polycyclic group", which is represented by the above general formula (b5-r-1). More preferred are groups such as
- g1, g2, and g3 indicate the number of repetitions, g1 is an integer of 1 to 5, g2 is an integer of 0 to 20, and g3 is an integer of 0 to 20. ]
- R'' 201 is a hydrogen atom or a substituent, and the substituent is the same as the substituent that R 201 to R 207 and R 210 to R 212 may have. ]
- Suitable cations represented by formula (ca-2) include diphenyliodonium cations, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cations, and the like.
- Suitable cations represented by the above formula (ca-3) include cations represented by the following formulas (ca-3-1) to (ca-3-6).
- the acid generator component (B) is a compound (B01) represented by the following general formula (b0-1) (hereinafter also referred to as “compound (B01)”), or a compound represented by the following general formula (b0-2).
- Compound (B02) (hereinafter also referred to as “compound (B02”)) is preferred.
- Compound (B01) is a compound represented by the following general formula (b0-1).
- R b1 is an aryl group having a fluorine atom or an aryl group having a fluorinated alkyl group.
- R b2 and R b3 each independently represent an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or an alkenyl group which may have a substituent.
- Two of R b1 to R b3 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
- X 01 ⁇ is a counteranion.
- R b1 is an aryl group having a fluorine atom or an aryl group having a fluorinated alkyl group.
- the aryl group in R b1 preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and most preferably 6 to 10 carbon atoms. However, the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in substituents.
- the aryl group in R b1 is preferably a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, or a biphenyl group, more preferably a phenyl group or a naphthyl group, and even more preferably a phenyl group.
- fluorinated alkyl group contained in the aryl group in R b1 include groups in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms are substituted with fluorine atoms.
- the alkyl group may be linear or branched.
- linear fluorinated alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, and decyl group.
- branched fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include 1-methylethyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, and 1-methylbutyl group.
- Examples include groups partially or entirely substituted with fluorine atoms.
- the fluorinated alkyl group possessed by the aryl group in R b1 is preferably a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with fluorine atoms, and fluorinated alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are preferable.
- a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms is more preferable, and a trifluoromethyl group is even more preferable.
- the aryl group in R b1 may have a substituent other than a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
- substituents include an alkyl group, a halogen atom other than a fluorine atom, a halogenated alkyl group other than a fluorinated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, and the following general formula (car-r-1).
- ⁇ (car-r-7) a monovalent group represented by -SO 2 -R b0 (R b0 is a linear or branched chain which may have a substituent) Examples include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
- R' 201 is each independently a hydrogen atom, a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent. It is a good chain alkenyl group.
- Cyclic group that may have a substituent 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.
- Aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity. Further, the aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
- the aromatic hydrocarbon group in 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, even more preferably 5 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 15 carbon atoms, and 6 to 30 carbon atoms. 10 is most preferred.
- the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in substituents.
- the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group in R' 201 is benzene, fluorene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, or a ring in which some of the carbon atoms constituting these aromatic rings are substituted with heteroatoms.
- the aromatic hydrocarbon group in R' 201 includes a group in which one hydrogen atom is removed from the aromatic ring (aryl group: for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), a group in which one of the hydrogen atoms in the aromatic ring is alkylene
- arylalkyl groups such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, and 2-naphthylethyl group).
- 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 number.
- Examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group for R' 201 include aliphatic hydrocarbon groups containing a ring in the structure.
- the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure includes an alicyclic hydrocarbon group (a group in which one hydrogen atom is removed 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 is interposed 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 a group obtained by removing one or more 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 one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane preferably has 7 to 30 carbon atoms.
- the polycycloalkanes include polycycloalkanes having polycyclic skeletons such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane; condensed ring systems such as cyclic groups having steroid skeletons; More preferred are polycycloalkanes having a polycyclic skeleton.
- the linear or branched aliphatic hydrocarbon group that may be bonded to the alicyclic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and The number of carbon atoms is more preferably 1 to 4, and the number of carbon atoms is particularly preferably 1 to 3.
- a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [-CH 2 -], an ethylene group [-(CH 2 ) 2 -], a trimethylene group [ -(CH 2 ) 3 -], tetramethylene group [-(CH 2 ) 4 -], pentamethylene group [-(CH 2 ) 5 -], and the like.
- a branched alkylene group is preferable, 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 -; -CH(CH 3 )CH 2 CH 2 -, alkyltrimethylene groups such as -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; -CH(CH 3 ) Examples include alkylal
- the cyclic hydrocarbon group in R' 201 may contain a heteroatom such as a heterocycle.
- Examples of the substituent in the cyclic group of R' 201 include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a nitro group, and the like.
- Chain-like alkyl group which may have a substituent The chain alkyl group of R' 201 may be either 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 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
- Examples include 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, and 4-methylpentyl group.
- Chain-like alkenyl group which may have a substituent may be linear or branched, preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably has 2 to 5 carbon atoms, and has 2 to 4 carbon atoms. is more preferable, and a carbon number of 3 is particularly preferable.
- Examples of the linear alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group (allyl group), and a butynyl group.
- Examples of the branched alkenyl group include 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group.
- a straight chain alkenyl group is preferable, a vinyl group and a propenyl group are more preferable, and a vinyl group is particularly preferable.
- substituents on the chain alkyl group or alkenyl group of 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 in the above R' 201 . etc.
- R b0 is a linear or branched alkyl group that may have a substituent, or an alicyclic group that may have a substituent. It is a hydrocarbon group of the formula formula or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the straight chain or branched alkyl group for R b0 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, etc.
- a methyl group or an ethyl group is preferred, and a methyl group is more preferred.
- substituents that the linear or branched alkyl group of R b0 may have include a halogen atom, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxy group, and a carbonyl group. group, carboxy group, etc.
- the alicyclic hydrocarbon group for R b0 preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms, and may be polycyclic or monocyclic.
- the monocyclic alicyclic hydrocarbon group a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable.
- the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclobutane, 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 12 carbon atoms.
- Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- Examples of the aromatic hydrocarbon group for R b0 include groups obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, biphenyl, and fluorene.
- Examples of the substituent that the aromatic hydrocarbon group of R b0 may have include the same groups as the above-mentioned Ra x5 .
- R b1 represents, among the above, an aryl group having a fluorine atom, or a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with fluorine atoms. It is preferably an aryl group having a fluorine atom, or an aryl group having a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms are substituted with fluorine atoms. More preferably, it is an aryl group having a fluorine atom or an aryl group having a trifluoromethyl group.
- R b2 and R b3 each independently represent an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkyl group, or an optionally substituted alkenyl group. It is the basis.
- the aryl group in R b2 and R b3 include the same aryl group as in R b1 .
- the aryl group in R b2 and R b3 is preferably a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, or a biphenyl group, more preferably a phenyl group or a naphthyl group, and even more preferably a phenyl group.
- the alkyl group for R b2 and R b3 is preferably a chain or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.
- the alkenyl group in R b2 and R b3 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
- examples of the substituents that R b2 and R b3 may have include an alkyl group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group, Examples include groups represented by the above general formulas (car-r-1) to (car-r-7), respectively.
- R b2 and R b3 are preferably aryl groups which may have a substituent among the above.
- the substituent is preferably a fluorine atom, a fluorinated alkyl group, or a monovalent group represented by -SO 2 -R b0 above; Alkyl groups are more preferred. That is, in formula (b0-1), R b2 and R b3 are preferably an unsubstituted aryl group, an aryl group having a fluorine atom, or an aryl group having a fluorinated alkyl group.
- two of R b1 to R b3 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
- one ring in the formula containing a sulfur atom in its ring skeleton is preferably a 3- to 10-membered ring, particularly a 5- to 7-membered ring.
- the ring formed include, for example, a thiophene ring, a thiazole ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a 9H-thioxanthene ring, a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a tetrahydrothiophenium ring, and a tetrahydrothiopyranium ring. etc.
- R b1 and R b2 or R b3 are bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula, it is sufficient that the ring structure has a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, and aryl A hydrogen atom in a structure derived from the group (for example, a benzene ring structure) does not need to be substituted with a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
- the cation moiety in compound (B01) is preferably a cation represented by the following general formula (ca-b01-1).
- R b2 and R b3 are each independently an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or an alkenyl group which may have a substituent. It is the basis. R b2 and R b3 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
- X 011 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
- R 011 is a substituent.
- nb is an integer of 1 or more.
- pb is an integer greater than or equal to 0.
- qb is an integer from 0 to 3. However, nb+pb ⁇ qb ⁇ 2+5. ]
- R b2 and R b3 are the same as R b2 and R b3 in formula (b0-1) described above, respectively.
- X 011 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group, and examples include the same fluorine atom or fluorinated alkyl group as the fluorine atom or fluorinated alkyl group possessed by R b1 in formula (b0-1) above. It will be done.
- R 011 is a substituent, such as an alkyl group, a halogen atom other than a fluorine atom, a halogenated alkyl group other than a fluorinated alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, an amino group, an aryl group. , groups represented by the above-mentioned general formulas (car-r-1) to (car-r-7), and the like.
- nb is an integer of 1 or more, preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
- pb is an integer of 0 or more, preferably 0 to 2, and more preferably 0.
- qb is an integer from 0 to 3. When q is 0, it is a benzene structure, when q is 1, it is a naphthalene structure, when q is 2, it is an anthracene structure, and when q is 3, it is a tetracene structure.
- the cation moiety in compound (B01) is preferably a cation represented by any of the above formulas (ca-b01-11) to (ca-b01-24); -b01-14) and (ca-b01-16) are more preferred.
- X 01 - is a counter anion.
- Specific examples of X 01 - include the anion moiety of component (b-1), the anion moiety of component (b-2), and the anion moiety of component (b-3), among which, (b- The anion portion of component 1) is preferred.
- the compound (B01) is preferably a compound (B011) represented by the following general formula (b0-1-1) (hereinafter also referred to as "compound (B011)").
- R b2 and R b3 are each independently an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or an alkenyl group which may have a substituent. It is the basis. R b2 and R b3 may be bonded to each other to form a ring together with the sulfur atom in the formula.
- X 011 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group.
- R 011 is a substituent.
- nb is an integer of 1 or more.
- pb is an integer greater than or equal to 0.
- qb is an integer from 0 to 3. However, nb+pb ⁇ qb ⁇ 2+5.
- X 01 ⁇ is a counteranion.
- the anion moiety of compound (B011) is the same as that of compound (B01).
- the cation moiety of compound (B011) is the same as the cation represented by the above general formula (ca-b01-1).
- one kind of compound (B01) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
- the content of compound (B01) is preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, and even more preferably 15 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (A1).
- the content of the compound (B01) is at least the lower limit of the above-mentioned preferred range, lithography properties such as sensitivity, CDU, resolution performance, and LWR (line width roughness) reduction properties are further improved in resist pattern formation.
- LWR line width roughness
- Compound (B02) is a compound represented by the following general formula (b0-2).
- R b4 is an aryl group having a fluorine atom or an aryl group having a fluorinated alkyl group.
- R b5 is an aryl group which may have a substituent, an alkyl group which may have a substituent, or an alkenyl group which may have a substituent.
- X 02 ⁇ is a counteranion.
- R b4 is an aryl group having a fluorine atom or an aryl group having a fluorinated alkyl group, and the same as R b1 in the above formula (b0-1) is Can be mentioned.
- R b5 is an aryl group that may have a substituent, an alkyl group that may have a substituent, or an alkenyl group that may have a substituent, and Examples include those similar to R b2 and R b3 in b0-2).
- R b4 is, among the above, a phenyl group having a fluorine atom or a phenyl group having a group in which some or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a fluorine atom. It is preferably a group, and more preferably a phenyl group having a fluorine atom.
- R b5 is, among the above, a phenyl group having a fluorine atom or a phenyl group having a group in which a part or all of the hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a fluorine atom. It is preferably a group, and more preferably a phenyl group having a fluorine atom.
- X 02 - is a counter anion, and examples thereof include the same as X 01 - in the above formula (b0-1).
- one kind of compound (B02) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
- the content of compound (B02) is preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, and even more preferably 15 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of component (A1).
- the content of the compound (B02) is at least the lower limit of the above-mentioned preferred range, lithography properties such as sensitivity, CDU, resolution performance, and LWR (line width roughness) reduction properties are further improved in resist pattern formation.
- LWR line width roughness
- the content of component (B) in the resist composition is preferably 5 to 40 parts by mass, and 10 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A1). parts by weight is more preferable, and 15 to 35 parts by weight is even more preferable.
- the content of component (B) is at least the lower limit of the above-mentioned preferred range, lithography properties such as sensitivity, CDU, resolution performance, and LWR (line width roughness) reduction properties are further improved in resist pattern formation.
- it is below the upper limit of the preferable range a uniform solution is easily obtained when each component of the resist composition is dissolved in an organic solvent, and the storage stability of the resist composition is further enhanced.
- the proportion of compound (B01) and compound (B02) in component (B) is preferably 25% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 75% by mass or more, based on the total mass of component (B). Preferably, it may be 100% by mass.
- the resist composition of the present embodiment preferably further contains a base component (hereinafter also referred to as "component (D)”) that traps the acid generated by exposure (that is, controls the diffusion of the acid).
- 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 and loses acid diffusion controllability (hereinafter referred to as “component (D1)”), and a nitrogen-containing organic compound that does not fall under the component (D1).
- Compound (D2) hereinafter referred to as "component (D2)
- component (D2) hereinafter referred to as “component (D2)
- a photodegradable base (component (D1)) is preferred because it can easily improve roughness reduction properties. Furthermore, by containing the component (D1), it becomes easier to improve both the characteristics of increasing sensitivity and suppressing the occurrence of coating defects
- Component (D1) By using a resist composition containing component (D1), when forming a resist pattern, the contrast between exposed areas and unexposed areas of the resist film can be further improved.
- Component (D1) is not particularly limited as long as it decomposes upon exposure and loses acid diffusion control properties, and may be a compound represented by the following general formula (d1-1) (hereinafter referred to as "component (d1-1)"). ), a compound represented by the following general formula (d1-2) (hereinafter referred to as "(d1-2) component”), and a compound represented by the following general formula (d1-3) (hereinafter referred to as "(d1-2) component”).
- Components (d1-1) to (d1-3) do not act as quenchers because they decompose in the exposed areas of the resist film and lose their acid diffusion control properties (basicity), but they do not act as quenchers in the unexposed areas of the resist film. Acts as a char.
- Rd 1 to Rd 4 are a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkenyl group which may have a substituent. It 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 M m+ are each independently an m-valent organic cation.
- Rd 1 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent. It is a good chain alkenyl group, and the same groups as R' 201 above can be mentioned. Among these, Rd 1 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aliphatic cyclic group which may have a substituent, or a chain type which may have a substituent. 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 the above general formulas (a2-r-1) to (a2-r- Examples include a lactone-containing cyclic group represented by 7), an ether bond, an ester bond, or a combination thereof.
- an ether bond or an ester bond is included as a substituent, it may be via an alkylene group, and the substituent in this case is represented by the above formulas (y-al-1) to (y-al-5), respectively.
- a linking group is preferred.
- an aromatic hydrocarbon group, an aliphatic cyclic group, or a chain alkyl group in Rd 1 is represented by the above general formulas (y-al-1) to (y-al-7), respectively, as a substituent.
- an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic cyclic group in Rd 1 in formula (d3-1) is bonded to a carbon atom constituting a chain alkyl group or a chain alkyl group.
- Preferred examples of 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 other ring structures).
- the aliphatic cyclic group is more preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, and octyl group.
- nonyl group, decyl group, etc. 1-methylethyl group, 1-methylpropyl group, 2-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1- Examples include branched alkyl groups such as ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, and 4-methylpentyl group.
- 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. Examples of atoms other than fluorine atoms include oxygen atoms, sulfur atoms, and nitrogen atoms.
- M m+ is an m-valent organic cation.
- organic cation of M m+ cations similar to the cations represented by the above general formulas (ca-1) to (ca-3), respectively, can be preferably mentioned, and the cations shown by the above general formula (ca-1) are preferably mentioned.
- a cation is more preferred, the same cation moiety as compound (B01) or compound (B02) is even more preferred, a cation represented by the above general formula (ca-b01-1) is particularly preferred, and a cation represented by the above formula (ca-b01-1) is particularly preferred; Cations represented by any one of ca-b01-11) to (ca-b01-24) are most preferred.
- Component (d1-1) may be used alone or in combination of two or more.
- Rd 2 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent. It is a good chain alkenyl group, and examples include those similar to R' 201 above. However, it is assumed that no fluorine atom is bonded to the carbon atom adjacent to the S atom in Rd 2 (not substituted with fluorine). As a result, the anion of the component (d1-2) becomes an appropriately weak acid anion, and the quenching ability of the component (D) is improved.
- Rd 2 is preferably a chain alkyl group that may have a substituent or an aliphatic cyclic group that may have 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.
- the aliphatic cyclic group includes a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane, etc. (which may have a substituent); one or more camphor More preferably, it is 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) of Rd 1 of the above formula (d1-1). , chain alkyl group) may be included.
- M m+ is an m-valent organic cation, and is the same as M m+ in formula (d1-1) above.
- Component (d1-2) may be used alone or in combination of two or more.
- Rd 3 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It is a chain alkenyl group, and examples thereof include those similar to R' 201 above, and it is preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among these, a fluorinated alkyl group is preferred, and the same fluorinated alkyl group as Rd 1 above is more preferred.
- Rd 4 is a cyclic group which may have a substituent, a chain alkyl group which may have a substituent, or a chain alkyl group which may have a substituent. It is an alkenyl group, and the same groups as R' 201 above can be mentioned. Among these, preferred are alkyl groups, alkoxy groups, alkenyl groups, and cyclic groups that may have substituents.
- the alkyl group in Rd 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group.
- the alkoxy group in 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 methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, iso-propoxy group, Examples include n-butoxy group and tert-butoxy group. Among them, methoxy group and ethoxy group are preferred.
- alkenyl group for Rd 4 examples include the same alkenyl groups as for R' 201 above, and vinyl group, propenyl group (allyl group), 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group are preferable. 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.
- Examples of the cyclic group in Rd 4 include the same cyclic groups as in R' 201 above, including one or more cycloalkanes such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, and tetracyclododecane.
- An alicyclic group from which a hydrogen atom has been removed, or an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group is preferable.
- Rd 4 is an alicyclic group, the resist composition dissolves well in an organic solvent, resulting in good lithography properties. Further, when Rd 4 is an aromatic group, the resist composition has excellent light absorption efficiency and good sensitivity and lithography properties in lithography using EUV or the like as an exposure light source.
- Yd 1 is a single bond or a divalent linking group.
- the divalent linking group in Yd 1 is not particularly limited, but includes divalent hydrocarbon groups that may have substituents (aliphatic hydrocarbon groups, aromatic hydrocarbon groups), divalent hydrocarbon groups containing heteroatoms, etc. Examples include linking groups such as These are the divalent hydrocarbon group which may have a substituent, and the divalent linking group containing a hetero atom, which are mentioned in the explanation of the divalent linking group in Ya 21 in the above formula (a2-1). Examples include those similar to the valent linking group.
- 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, and even 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) above.
- Component (d1-3) may be used alone or in combination of two or more.
- any one of the components (d1-1) to (d1-3) above may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
- the content of component (D1) in the resist composition is preferably 0.5 to 15 parts by mass, and 1 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A1). It is more preferably 10 parts by weight, and even more preferably 2 to 8 parts by weight.
- the content of component (D1) is at least the preferable lower limit, particularly good lithography properties and resist pattern shape are likely to be obtained. On the other hand, when it is below the upper limit, sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.
- the component (D1) preferably contains the component (d1-1) described above.
- the content of component (d1-1) is preferably 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and 90% by mass or more. It is more preferable that the amount is % by mass or more, and the component (D) may consist only of the compound (d1-1) component.
- (D1) Method for producing component The method for producing the components (d1-1) and (d1-2) is not particularly limited, and they can be produced by known methods. Furthermore, the method for producing component (d1-3) is not particularly limited, and is produced, for example, in the same manner as the method described in US2012-0149916.
- Component (D) 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 fall under the component (D1), and any known components may be used.
- aliphatic amines are preferred, and among these, secondary aliphatic amines and tertiary aliphatic amines are particularly preferred.
- Aliphatic amines are amines having one or more aliphatic groups, and the aliphatic groups preferably have 1 to 12 carbon atoms.
- aliphatic amines examples include amines (alkyl amines or alkyl alcohol amines) or cyclic amines in which at least one hydrogen atom of ammonia NH 3 is substituted with an alkyl group or hydroxyalkyl group having 12 or less carbon atoms.
- alkyl amines and alkyl alcohol amines include monoalkylamines such as n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, and n-decylamine; diethylamine, di-n-propylamine, di- -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, tri- Examples include alkylamine
- Examples of the cyclic amine include 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 the aliphatic monocyclic amine include piperidine and piperazine.
- the aliphatic polycyclic amine preferably has 6 to 10 carbon atoms, specifically, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-5-nonene, 1,8-diazabicyclo[5 .4.0]-7-undecene, hexamethylenetetramine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, 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) Examples include ethoxy)ethoxy ⁇ ethyl]amine, triethanolamine triacetate, and triethanolamine triacetate is preferred.
- an aromatic amine may be used as the component (D2).
- aromatic amines include 4-dimethylaminopyridine, pyrrole, indole, pyrazole, imidazole or derivatives thereof, tribenzylamine, 2,6-diisopropylaniline, N-tert-butoxycarbonylpyrrolidine, 2,6-di-tert -butylpyridine, etc.
- component (D2) is preferably an alkylamine, more preferably a trialkylamine having 6 to 30 carbon atoms.
- Component (D2) may be used alone or in combination of two or more.
- the content of component (D2) in the resist composition is preferably 0.01 to 5 parts by mass, and 0.01 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A1). It is more preferably 1 to 5 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight.
- the content of the component (D2) is at least the preferable lower limit, particularly good lithography properties and resist pattern shape are likely to be obtained. On the other hand, when it is below the upper limit, sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.
- the resist composition of this embodiment contains organic carboxylic acids, phosphorus oxoacids, and derivatives thereof as optional components for the purpose of preventing sensitivity deterioration, improving resist pattern shape, storage stability over time, etc.
- At least one compound (E) selected from the group consisting of (hereinafter referred to as "component (E)") can be contained.
- the organic carboxylic acid include acetic acid, malonic acid, citric acid, malic acid, succinic acid, benzoic acid, and salicylic acid, among which salicylic acid is preferred.
- the phosphorus oxoacid include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid, and among these, phosphonic acid is particularly preferred.
- one kind of component (E) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
- the content of component (E) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, and 0.05 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A1). is more preferable. By setting it within the above range, the lithography characteristics are further improved.
- the resist composition of this embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as "component (F)") as the hydrophobic resin.
- Component (F) is used to impart water repellency to the resist film, and is used as a resin separate from component (A) to improve lithography properties.
- the component (F) is described, for example, in JP-A No. 2010-002870, JP-A No. 2010-032994, JP-A No. 2010-277043, JP-A No. 2011-13569, and JP-A No. 2011-128226.
- the following fluorine-containing polymer compounds can be used.
- component (F) includes a polymer having a structural unit (f1) represented by the following general formula (f1-1).
- This polymer includes a polymer (homopolymer) consisting only of the structural unit (f1) represented by the following formula (f1-1); a copolymer of the structural unit (f1) and the above structural unit (a1); ; It is preferable that it is 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) More preferably, it is a copolymer with.
- the structural unit (a1) copolymerized with the structural unit (f1) is a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate, 1-methyl-1-adamantyl ( A structural unit derived from meth)acrylate is preferred, and a structural unit derived from 1-ethyl-1-cyclooctyl (meth)acrylate is more preferred.
- R is the same as 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. Rf 102 and Rf 103 may be the same or different. nf 1 is an integer from 0 to 5, and Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom. ]
- R bonded to the carbon atom at the ⁇ position is the same as described above.
- R a hydrogen atom or a methyl group is preferable.
- the halogen atoms of Rf 102 and Rf 103 are preferably fluorine atoms.
- Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for Rf 102 and Rf 103 include those similar to the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms for R above, and methyl group or ethyl group is preferable.
- the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in Rf 102 and Rf 103 includes a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with a halogen atom.
- the halogen atom is preferably a fluorine 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 even more preferably a hydrogen atom.
- nf 1 is an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, and more preferably 1 or 2.
- Rf 101 is an organic group containing a fluorine atom, and 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, preferably 1 to 15 carbon atoms. More preferably, the number of carbon atoms is 1 to 10, particularly preferred. Further, in the hydrocarbon group containing a fluorine atom, it is preferable that 25% or more of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group are fluorinated, more preferably 50% or more are fluorinated, and 60% or more are fluorinated.
- Rf 101 is more preferably a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, such as trifluoromethyl group, -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 -CF 3 , -CH(CF 3 ) 2 , -CH 2 -CH 2 -CF 3 and -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 3 are particularly preferred.
- the weight average molecular weight (Mw) of the component (F) (based on polystyrene standards determined by gel permeation chromatography) is preferably from 1,000 to 50,000, more preferably from 5,000 to 40,000, and most preferably from 10,000 to 30,000. When it is below the upper limit of this range, there is sufficient solubility in a resist solvent for use as a resist, and when it is above the lower limit of this range, the water repellency of the resist film is good.
- the degree of dispersion (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.
- one kind of component (F) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
- the content of component (F) is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and preferably 1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A1). It is more preferable that it is part.
- Organic solvent component (S) The resist composition of this embodiment can be manufactured by dissolving a resist material in an organic solvent component (hereinafter referred to as "component (S)").
- component (S) may be any one as long as it can dissolve each component to be used and form a uniform solution, and any one can be used as appropriate from among those conventionally known as solvents for chemically amplified resist compositions. It can be used selectively.
- component (S) for example, 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, the polyhydric alcohols or having the ester bond.
- lactones such as ⁇ -butyrolactone
- ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, and 2-heptanone
- polyhydric alcohols such as monoalkyl ethers of compounds such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, or compounds having ether bonds such as monophenyl ether
- propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 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 ethoxypropionate and other esters
- the (S) component may be used alone or as a mixed solvent of two or more.
- PGMEA, PGME, ⁇ -butyrolactone, EL, and cyclohexanone are preferred.
- a mixed solvent of PGMEA and a polar solvent is also preferable.
- the blending ratio may be appropriately determined taking into consideration the compatibility between PGMEA and the polar solvent, but is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. It is preferable to keep it within this range. More specifically, when blending EL or cyclohexanone as a polar solvent, the mass ratio of PGMEA:EL or cyclohexanone is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2. .
- the mass ratio of PGMEA:PGME is preferably 1:9 to 9:1, more preferably 2:8 to 8:2, and even more preferably 3:7 to 7: It is 3.
- a mixed solvent of PGMEA, PGME, and cyclohexanone is also preferred.
- component (S) a mixed solvent of at least one selected from PGMEA and EL and ⁇ -butyrolactone is also preferable. In this case, the mass ratio of the former to the latter is preferably 70:30 to 95:5.
- component (S) is not particularly limited, and is appropriately set at a concentration that allows coating on a substrate, etc., depending on the thickness of the coating film.
- component (S) is used so that the solid content concentration of the resist composition is in the range of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 15% by weight.
- impurities and the like may be removed using a porous polyimide membrane, a porous polyamide-imide membrane, or the like.
- the resist composition may be filtered using a filter made of a porous polyimide membrane, a filter made of a porous polyamide-imide membrane, a filter made of a porous polyimide membrane and a porous polyamide-imide membrane, or the like.
- the polyimide porous membrane and the polyamideimide porous membrane include those described in JP-A No. 2016-155121.
- the resist composition of the present embodiment described above contains a resin component (A1) having a structural unit (a01) and a structural unit (a02). Since the structural unit (a01) and the structural unit (a02) both have an aromatic ring, the resist film formed from the resist composition containing the resin component (A1) having each structural unit is relatively hydrophobic. is enhanced. Therefore, for example, in the case of an alkaline development process, the resist film exhibits less film loss in unexposed areas during the development process and has good in-plane uniformity. On the other hand, in the exposed portion of the resist film, the acid-dissociable group (Rax 01 ) in the structural unit (a01) dissociates to generate a carboxy group.
- the structural unit (a02) has a carboxy group that has high solubility in a developer. Therefore, the resist film has high solubility in the alkaline developer in the exposed area in the development process, and has good sensitivity. Therefore, the resist film has a large dissolution contrast between exposed areas and unexposed areas.
- the structural unit (a01) and the structural unit (a02) both have a phenolic hydroxyl group, they can improve the generation efficiency of acid generated by exposure and increase the sensitivity. Therefore, the resist composition of this embodiment containing the resin component (A1) having the structural unit (a01) and the structural unit (a02) is highly sensitive and forms a resist pattern with good CDU. It is assumed that it is possible.
- the resist pattern forming method according to the second aspect of the present invention includes a step of forming a resist film on a support using the resist composition according to the first aspect of the present invention, and exposing the resist film to light.
- This method includes a step of developing the exposed resist film to form a resist pattern.
- One embodiment of such 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 using a spinner or the like, and a bake (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, preferably for 40 to 120 seconds at a temperature of 80 to 150°C. is applied for 60 to 90 seconds to form a resist film.
- a bake (post-apply bake (PAB)) treatment is performed, preferably for 40 to 120 seconds at a temperature of 80 to 150°C. is applied for 60 to 90 seconds to form a resist film.
- the resist film is exposed to light through a mask (mask pattern) on which a predetermined pattern is formed, or with an electron beam without passing through the mask pattern, using an exposure device such as an electron beam lithography device or an ArF exposure device.
- a bake (post-exposure bake (PEB)) treatment is performed, for example, at a temperature of 80 to 150° C.
- the development process is performed using an alkaline developer in the case of an alkaline development process, and is performed using a developer containing an organic solvent (organic developer) in the case of a solvent development process.
- a rinsing process is performed.
- a rinsing treatment in the case of an alkaline development process, water rinsing using pure water is preferable, and in the case of a solvent development process, it is preferable to use a rinsing liquid containing an organic solvent.
- a treatment may be performed to remove the developer or rinse agent adhering to the pattern using a supercritical fluid.
- drying is performed.
- a bake process post-bake
- the support is not particularly limited, and conventionally known supports can be used, such as substrates for electronic components and substrates on which predetermined wiring patterns are formed. More specifically, examples include silicon wafers, metal substrates such as copper, chromium, iron, and aluminum, and glass substrates. As the material for the wiring pattern, for example, copper, aluminum, nickel, gold, etc. can be used.
- the wavelength used for exposure is not particularly limited, and may include ArF excimer laser, KrF excimer laser, F2 excimer laser, EUV (extreme ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet), EB (electron beam), X-ray, soft X-ray, etc. It can be done using radiation.
- the resist composition is highly useful for KrF excimer laser, ArF excimer laser, EB or EUV, more useful for ArF excimer laser, EB or EUV, and less 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 exposing the resist film to EUV (extreme ultraviolet light) or EB (electron beam). .
- the method of exposing the resist film may be normal exposure (dry exposure) performed in an inert gas such as air or nitrogen, or 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) that has a refractive index greater than that of air, and exposure (immersion exposure) is performed in that state.
- the immersion medium is preferably a solvent having a refractive index greater than that of air and less than the refractive index of the resist film to be exposed, such as water, fluorine-based inert liquid, silicone-based solvent, carbonized Examples include hydrogen-based solvents. Water is preferably used as the immersion medium.
- Examples of the alkaline developer used in the alkaline development process include a 0.1 to 10% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
- TMAH tetramethylammonium hydroxide
- the organic solvent contained in the organic developer used for development in the solvent development process may be any organic solvent as long as it can dissolve component (A) (component (A) before exposure), and may be selected from known organic solvents. You can choose as appropriate. Specific examples include polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, nitrile solvents, amide solvents, and ether solvents, hydrocarbon solvents, and the like.
- ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, butane
- Examples include butyl acid, methyl 2-hydroxyisobutyrate, isoamyl acetate, isobutyl isobutyrate, and butyl propionate.
- nitrile solvents examples include acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, butyronitrile, and the like.
- additives can be added to the organic developer, if necessary.
- 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 preferred, and a nonionic fluorine surfactant or a nonionic silicone surfactant is more preferred.
- the blending amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, and preferably 0.01 to 0.01% by mass, based on the total amount of the organic developer. 5% by mass is more preferred.
- the development process can be carried out by a known development method, such as a method in which the support is immersed in a developer for a certain period of time (dipping method), a method in which the support is heaped up on the surface of the support by surface tension, and then left for a certain period of time. (paddle method), spraying the developer onto the surface of the support (spray method), and applying the developer onto the rotating support while scanning the developer application nozzle at a constant speed. Examples include a continuous dispensing method (dynamic dispensing method), etc.
- organic solvent contained in the rinsing liquid used for rinsing after development in the solvent development process for example, among the organic solvents listed as organic solvents used in the organic developer, those that do not easily dissolve the resist pattern are appropriately selected. It can be used as Generally, at least one solvent selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, amide solvents, and ether solvents is used. Among these, at least one selected from hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, alcohol solvents, and amide solvents is preferred, and at least one selected from alcohol solvents and ester solvents is preferred. More preferred are alcoholic solvents, particularly preferred.
- the alcoholic solvent used in the rinse solution 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, benzyl alcohol, etc. It will be done. Among these, 1-hexanol, 2-heptanol, and 2-hexanol are preferred, and 1-hexanol and 2-hexanol are more preferred.
- any one type of these organic solvents may be used alone, or two or more types may be used in combination. Further, it may be used in combination with an organic solvent other than those mentioned above or water.
- 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 or less, based on the total amount of the rinse solution. % or less is particularly preferable.
- Known additives can be added to the rinsing liquid as needed. Examples of such additives include surfactants.
- the surfactant examples include those mentioned above, preferably a nonionic surfactant, and more preferably a nonionic fluorine surfactant or a nonionic silicone surfactant.
- the 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, based on the total amount of the rinse liquid. % is more preferable.
- the rinsing process (cleaning process) using a rinsing liquid can be performed by a known rinsing method.
- the rinsing method include a method of continuously applying a rinsing liquid onto a support rotating at a constant speed (rotary coating method), a method of immersing the support in a rinsing liquid for a certain period of time (dipping method), Examples include a method of spraying a rinsing liquid onto the surface of the support (spray method).
- the resist composition of the embodiment described above, and various materials used in the pattern forming method of the embodiment described above e.g., resist solvent, developer, rinse solution, composition for forming an antireflective film, composition for forming a top coat
- 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, or salts thereof. can.
- the content of impurities contained in these materials is preferably 200 ppb or less, more preferably 1 ppb or less, even more preferably 100 ppt (parts per trillion) or less, particularly preferably 10 ppt or less, and substantially free of impurities (parts per trillion). most preferably below the detection limit).
- the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 5500, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.55.
- the copolymerization composition ratio ratio (mole ratio) of the structural units derived from each monomer) of the polymer compound determined by 13 C-NMR, and the standard polystyrene equivalent determined by GPC measurement.
- the weight average molecular weight (Mw) and molecular weight dispersity (Mw/Mn) are also listed in Table 1.
- the structural units represented by the following chemical formulas (a10-1-1) to (a10-1-3) constituting the above copolymer are represented by the above chemical formulas (a10-1-1pre) to (a10 -1-3pre) is a structural unit derived from a monomer represented by
- (B)-1 to (B)-4 Acid generators consisting of compounds represented by the following chemical formulas (B-1) to (B-4), respectively.
- (D)-1 to (D)-4 Acid diffusion control agents consisting of compounds represented by the following chemical formulas (D-1) to (D-4), respectively.
- ⁇ Formation of resist pattern> The resist composition of each example was applied using a spinner onto an 8-inch silicon substrate treated with hexamethyldisilazane (HMDS), and pre-baked (PAB) at a temperature of 110°C for 60 seconds on a hot plate. By processing and drying, a resist film with a thickness of 50 nm was formed. Next, holes with a diameter of 32 nm were arranged at equal intervals (pitch 64 nm) on the resist film using an electron beam lithography system JEOL-JBX-9300FS (manufactured by JEOL Ltd.) at an acceleration voltage of 100 kV. Drawing (exposure) was performed targeting a hole pattern (hereinafter referred to as "CH pattern").
- HMDS hexamethyldisilazane
- PAB pre-baked
- PEB post-exposure heating
- alkaline development was performed at 23° C. for 60 seconds using a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution "NMD-3" (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.).
- TMAH tetramethylammonium hydroxide
- NMD-3 aqueous solution
- water rinsing was performed for 15 seconds using pure water.
- the resist composition of Example 1 contains a polymer compound (A1-1) having a structural unit (a01) and a structural unit (a02).
- the polymer compound (A2-3) contained in the resist composition of Comparative Example 3 does not have the structural unit (a01) or the structural unit (a02), but has a plurality of structural units having an aliphatic ring. Since the resist composition of Example 1 contains the polymer compound (A1-1) having the structural unit (a01) and the structural unit (a02), it has higher sensitivity and higher sensitivity than the resist composition of Comparative Example 3. All CDUs were good.
- the resist composition of Example 10 is a polymer compound (A1-10) having the structural unit (a01) and the structural unit (a02). Contains.
- the polymer compound (A2-1) contained in the resist composition of Comparative Example 1 has the structural unit (a01) but does not have the structural unit (a02). Since the resist composition of Example 10 contains the polymer compound (A1-10) having the structural unit (a01) and the structural unit (a02), it has higher sensitivity and higher sensitivity than the resist composition of Comparative Example 1. All CDUs were good.
- the resist composition of Example 2 contains a polymer compound (A1-2) having a structural unit (a01) and a structural unit (a02).
- the polymer compound (A2-2) contained in the resist composition of Comparative Example 2 has the structural unit (a01) but does not have the structural unit (a02). Since the resist composition of Example 2 contains the polymer compound (A1-2) having the structural unit (a01) and the structural unit (a02), it has higher sensitivity and higher sensitivity than the resist composition of Comparative Example 2. All CDUs were good.
- the resist compositions of Examples 10 and 12 to 14 differ only in the ratio of the structural unit (a01) and structural unit (a02) of the resin contained in each resist composition, and the other compositions are are the same.
- the resist compositions of Examples 12 to 14 all had better CDU than the resist composition of Example 10. From this, it was found that the proportion of the structural unit (a02) in the resin is preferably 0.1 to 5 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the resin. Ta.
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Abstract
構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する樹脂成分(A1)を含有するレジスト組成物。式中、W01及びW02は、重合性基含有基である。Ya01及びYa02は、単結合又は2価の連結基である。Rax01は、式(a0-r-1)又は(a0-r-2)で表される酸解離性基である。q01及びq02は、0~3の整数である。n01及びn02は、1以上の整数である。式(a0-r-1)中、Ra01~Ra03は、炭化水素基である。式(a0-r-2)中、Ra04は、炭化水素基である。Ra05a及びRa05bは、水素原子等である。Ra06は、水素原子等である。
Description
本発明は、レジスト組成物、及び、レジストパターン形成方法に関する。
本願は、2022年3月10日に日本に出願された、特願2022-036949号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2022年3月10日に日本に出願された、特願2022-036949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。
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。
例えば、特許文献1には、環構造中にスルホニル基又はスルホキシド基を含む環状の炭化水素基を有する構成単位(a01)と、第4級炭素原子を含む酸解離性基を有する構成単位(a02)とを有する樹脂成分を含有するレジスト組成物が開示されている。このレジスト組成物によれば、高感度化がより図れ、かつ、CDUを向上できると開示されている。
リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が進み、急速にパターンの微細化が進んでいる。そして、これに伴い、半導体素子等を製造する際には、微細なパターンを良好な形状で形成できる技術が求められる。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、露光光源に対して高い感度が要求される。
かかる要求に対して、特許文献1に記載された従来のレジスト組成物よりも、さらに高いレベルでの感度、及び、CDUの両立が必要である。
かかる要求に対して、特許文献1に記載された従来のレジスト組成物よりも、さらに高いレベルでの感度、及び、CDUの両立が必要である。
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、CDUが良好なレジストパターンを形成することができるレジスト組成物、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(a0-1)で表される化合物から誘導される構成単位(a01)、及び、下記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位(a02)を有する、レジスト組成物である。
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(a0-1)で表される化合物から誘導される構成単位(a01)、及び、下記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位(a02)を有する、レジスト組成物である。
式(a0-r-2)中、Ra04は、炭化水素基である。Ra05a及びRa05bは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基である。Ra06は、水素原子又は炭化水素基である。Ra04とRa05a又はRa05bとは、互いに結合して環を形成してもよい。Ra05a又はRa05bと、Ra06とは、互いに結合して環を形成してもよい。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す。]
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。
本発明によれば、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(-CH2-)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。
「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(-CH2-)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(-SO3H)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(-SO3H)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。
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。
「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。
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。
本実施形態のレジスト組成物においては、(A)成分が露光により酸を発生してもよいし、(A)成分とは別に配合された添加剤成分が露光により酸を発生してもよい。
本実施形態のレジスト組成物は、具体的には、(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という)をさらに含有するものであってもよく;(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂であることが好ましい。このような樹脂としては、露光により酸を発生する構成単位を有する高分子化合物を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本実施形態のレジスト組成物は、具体的には、(1)露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下「(B)成分」という)をさらに含有するものであってもよく;(2)(A)成分が露光により酸を発生する成分であってもよく;(3)(A)成分が露光により酸を発生する成分であり、かつ、さらに(B)成分を含有するものであってもよい。
すなわち、上記(2)及び(3)の場合、(A)成分は、「露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分」となる。(A)成分が露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分である場合、後述する(A1)成分が、露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂であることが好ましい。このような樹脂としては、露光により酸を発生する構成単位を有する高分子化合物を用いることができる。露光により酸を発生する構成単位としては、公知のものを用いることができる。
本実施形態のレジスト組成物は、上記の中でも、上記(1)の場合であるものが好ましい。すなわち、本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分と、(B)成分とを含有するものであることが好ましい。
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、例えば、(B)成分から酸が発生し、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。
(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、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分(A1)(以下「(A1)成分」ともいう)を含む。
(A1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても、良好な現像コントラストを得ることができる。
(A)成分としては、該(A1)成分とともに他の高分子化合物及び/又は低分子化合物を併用してもよい。
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(a01)、及び、記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位(a02)を有する。
(A1)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分である。
(A1)成分は、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(a01)、及び、記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位(a02)を有する。
≪構成単位(a01)≫
構成単位(a01)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である。
構成単位(a01)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である。
式(a0-r-2)中、Ra04は、炭化水素基である。Ra05a及びRa05bは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基である。Ra06は、水素原子又は炭化水素基である。Ra04とRa05a又はRa05bとは、互いに結合して環を形成してもよい。Ra05a又はRa05bと、Ra06とは、互いに結合して環を形成してもよい。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す。]
式(a0-1)中、W01は、重合性基含有基である。
W01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。
構成単位(a01)おいては、該重合性基における多重結合が開裂して主鎖を形成している。
W01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。
構成単位(a01)おいては、該重合性基における多重結合が開裂して主鎖を形成している。
W01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、ノルボルニル基、含フッ素ノルボルニル基、シリル基等が挙げられる。
W01における「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。
・置換基を有してもよい2価の炭化水素基:
該重合性基以外の他の基が、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あってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
該重合性基以外の他の基が、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あってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
・・該重合性基以外の他の基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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
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。
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)2-、-S(=O)2-O-が好ましい。
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。
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)2-、-S(=O)2-O-が好ましい。
・・該重合性基以外の他の基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。
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。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。
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:
該重合性基以外の他の基が、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)2-、-S(=O)2-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)2-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-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)2-O-Y22-中、Y21およびY22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。
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-[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-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-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。
該重合性基以外の他の基が、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)2-、-S(=O)2-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)2-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-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)2-O-Y22-中、Y21およびY22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。
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-[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-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-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。
W01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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
この化学式中、RX11、RX12及びRX13は、それぞれ、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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
RX11、RX12及びRX13における炭素原子数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。
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、メチル基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
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、メチル基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
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、それぞれ上記と同様である。
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、芳香族炭化水素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い。これらの中でも、Yax0としては、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]と直鎖状のアルキレン基との組み合わせ、又は単結合であることがより好ましく、単結合であることがさらに好ましい。
式(a0-1)中、Ya01は単結合又は2価の連結基である。Ya01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、それぞれ上記と同様である。
式(a0-1)中、Ya01は、上記の中でも、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、芳香族炭化水素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い。これらの中でも、Ya01としては、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]と直鎖状のアルキレン基との組み合わせ、又は単結合であることがより好ましく、単結合であることがさらに好ましい。
式(a0-1)中、Rax01は、下記一般式(a0-r-1)又は(a0-r-2)で表される酸解離性基である。
≪一般式(a0-r-1)で表される酸解離性基≫
一般式(a0-r-1)で表される酸解離性基の詳細を以下に示す。
一般式(a0-r-1)で表される酸解離性基の詳細を以下に示す。
Ra01~Ra03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。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、炭素数が1~4がより好ましく、炭素数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。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5であることが好ましく、炭素数が1~4がより好ましく、炭素数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、炭素数が3~10であることが好ましく、炭素数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。
Ra01~Ra03が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
Ra01~Ra03の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、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。
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。
Ra01~Ra03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。
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。
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。
Ra01~Ra03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。
Ra01~Ra03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。
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。
Ra03が、Ra01、Ra02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。
Ra02とRa03とが互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a0-r1-01)で表される基、下記一般式(a0-r1-02)で表される基、下記一般式(a0-r1-03)で表される基が好適に挙げられる。
一方、Ra01~Ra03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(a0-r1-04)で表される基が好適に挙げられる。
一方、Ra01~Ra03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(a0-r1-04)で表される基が好適に挙げられる。
式(a0-r1-02)中、Yab0は炭素原子である。Xab0は、Yab0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く、環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい。Ra002~Ra004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。Ra002~Ra004の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成してもよい。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す。
式(a0-r1-03)中、Yac0は炭素原子である。Xac0は、Yac0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く、環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい。Ra005は、芳香族炭化水素基である。この芳香族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く、環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す。
式(a0-r1-04)中、Ra006及びRa007は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の1価の鎖状炭化水素基又は水素原子である。この鎖状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。Ra008は、置換基を有してもよい炭化水素基である。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す(以下、同様)。]
・一般式(a0-r1-01)で表される基
式(a0-r1-01)中、Ra001は、置換を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
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。
式(a0-r1-01)中、Ra001は、置換を有してもよい直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
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、tert-ブチル基であることが好ましい。
Ra001における直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基としては、例えば、上述したRax5が挙げられる。
式(a0-r1-01)中、Ra001は、上記の中でも、炭素原子数が1~5の直鎖状のアルキル基又は炭素原子数が3~10の分岐鎖状のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数が1~5の直鎖状のアルキル基であることがより好ましく、炭素原子数が1~3の直鎖状のアルキル基であることがさらに好ましい。
式(a0-r1-01)中、Yaa0は炭素原子であり、Xaa0は、Yaa0と共に環状の炭化水素基を形成する基である。
該環状の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であっても、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との縮合環式炭化水素基であってもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
該環状の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であっても、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との縮合環式炭化水素基であってもよく、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2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、炭素原子数5又は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2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7~12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。
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2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7~12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。
脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との縮合環式炭化水素基における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。
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。
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。
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。
以下に、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基との縮合環式炭化水素基の具体例を示す。
上記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く、環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい。
上記環状の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を置換する置換基として、具体的には、上述したRax5が挙げられる。環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されている場合、該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。
上記環状の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を置換する置換基として、具体的には、上述したRax5が挙げられる。環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されている場合、該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。
式(a0-r1-01)中、Xaa0と、Yaa0とが形成する環状の炭化水素基としては、上記の中でも、単環式基又は多環式基の脂肪族炭化水素基が好ましく、単環式基の脂肪族炭化水素基がより好ましく、炭素原子数5又は6の単環式基の脂肪族炭化水素基がさらに好ましい。
前記式(a0-r1-01)で表される基の具体例を以下に挙げる。
・一般式(a0-r1-02)で表される基
式(a0-r1-02)中、Yab0は炭素原子であり、Xab0は、Yab0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としては、上述したXaa0と、Yaa0とが形成する環状の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
式(a0-r1-02)中、Yab0は炭素原子であり、Xab0は、Yab0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としては、上述したXaa0と、Yaa0とが形成する環状の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
式(a0-r1-02)中、Ra002~Ra004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。
Ra002~Ra004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。
Ra002~Ra004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。
Ra002~Ra004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。
Ra002~Ra004における、鎖状飽和炭化水素基及び脂肪族環状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。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を置換する置換基として、具体的には、上述したRax5が挙げられる。環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されている場合、該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。
Ra002~Ra004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。
前記式(a0-r1-02)で表される基の具体例を以下に挙げる。
・一般式(a0-r1-03)で表される基
式(a0-r1-03)中、Yac0は炭素原子であり、Xac0は、Yac0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としては、上述したXaa0と、Yaa0とが形成する環状の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
式(a0-r1-03)中、Yac0は炭素原子であり、Xac0は、Yac0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としては、上述したXaa0と、Yaa0とが形成する環状の炭化水素基と同様のものが挙げられる。
式(a0-r1-03)中、Ra005は、芳香族炭化水素基としては、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い。
上記芳香族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く、環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されていてもよい。
上記芳香族炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を置換する置換基として、具体的には、上述したRax5が挙げられる。環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されている場合、該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。
上記芳香族炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部を置換する置換基として、具体的には、上述したRax5が挙げられる。環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換されている場合、該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。
前記式(a0-r1-03)で表される基の具体例を以下に挙げる。
・一般式(a0-r1-04)で表される基
式(a0-r1-04)中、Ra006及びRa007は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の1価の鎖状炭化水素基又は水素原子である。該1価の鎖状炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、上述したRax5が挙げられる。
式(a0-r1-04)中、Ra006及びRa007は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の1価の鎖状炭化水素基又は水素原子である。該1価の鎖状炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は、置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、上述したRax5が挙げられる。
該1価の鎖状炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)、又は、直鎖状若しくは分岐鎖状の不飽和炭化水素基が挙げられる。
該直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
該直鎖状又は分岐鎖状の不飽和炭化水素基として、より具体的には、アルケニル基、アルカジエニル基、アルカトリエニル基等の2重結合を有する不飽和炭化水素基;アルキニル基、ジアルキンから水素原子を1つ除いた基、トリアルキンから水素原子を1つ除いた基等の3重結合を有する不飽和炭化水素基が挙げられる。
該直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基の具体例としては、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、2-ブテニル基などの直鎖状アルケニル基;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の分岐鎖状アルケニル基等が挙げられる。
該アルカジエニル基の具体例としては、プロパジエニル基及びブタジエニル基等が挙げられる。
該アルカトリエニル基の具体例としては、ブタトリエニル基等が挙げられる。
該アルカトリエニル基の具体例としては、ブタトリエニル基等が挙げられる。
該直鎖状又は分岐鎖状のアルキニル基の具体例としては、エチニル基、プロパルギル基、3-ペンチニル基、メチルエチニル基(-C≡C-CH3)などの直鎖状のアルキニル基;1-メチルプロパルギル基などの分岐鎖状のアルキニル基等が挙げられる。
該ジアルキンから水素原子を1つ除いた基の具体例としては、ジアセチレンから水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。
該トリアルキンから水素原子を1つ除いた基の具体例としては、ヘキサ-1,3,5-トリインから水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。
該トリアルキンから水素原子を1つ除いた基の具体例としては、ヘキサ-1,3,5-トリインから水素原子を1つ除いた基等が挙げられる。
上記式(a0-r1-04)中、Ra006及びRa007は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数2~10の直鎖状の不飽和炭化水素基が好ましく、炭素原子数1~5の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数2~5の直鎖状の不飽和炭化水素基がより好ましく、炭素原子数1~3の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数2又は3の直鎖状の不飽和炭化水素基がさらに好ましい。
上記式(a0-r1-04)中、Ra008は、置換基を有してもよい炭化水素基である。
Ra008における炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)、直鎖状若しくは分岐鎖状の不飽和炭化水素基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
Ra008における炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の飽和炭化水素基(アルキル基)、直鎖状若しくは分岐鎖状の不飽和炭化水素基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
Ra008が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂環式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。
単環式基である脂環式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。
多環式基である脂環式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。
単環式基である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。
多環式基である脂環式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。
Ra008における芳香族炭化水素基としては、Rb006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、Ra008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。
Ra008が有していてもよい置換基としては、Rb006が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(a0-r1-04)中、Ra008は、上記の中でも、炭素原子数1~10の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数3~10の環状の炭化水素基であることが好ましく、炭素原子数1~5の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数3~10の単環の脂環式炭化水素基であることがより好ましく、炭素原子数1~3の直鎖状の飽和炭化水素基、又は、炭素原子数3~6の単環の脂環式炭化水素基であることがさらに好ましい。
前記式(a0-r1-04)で表される基の具体例を以下に挙げる。
≪一般式(a0-r-2)で表される酸解離性基≫
一般式(a0-r-2)で表される酸解離性基の詳細を以下に示す。
一般式(a0-r-2)で表される酸解離性基の詳細を以下に示す。
式中、Ra04及びRa06における炭化水素基としては、前記Ra01と同様のものが挙げられる。
式中、Ra05a及びRa05bにおけるアルキル基としては、前記Ra01におけるアルキル基と同様のものが挙げられる。
式中、Ra04及びRa06における炭化水素基、並びに、Ra05a及びRa05bにおけるアルキル基は置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、上述したRax5等が挙げられる。
式中、Ra05a及びRa05bにおけるアルキル基としては、前記Ra01におけるアルキル基と同様のものが挙げられる。
式中、Ra04及びRa06における炭化水素基、並びに、Ra05a及びRa05bにおけるアルキル基は置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、上述したRax5等が挙げられる。
Ra04とRa05a又はRa05bとは、互いに結合して環を形成してもよい。該環は、多環であっても、単環であってもよく、脂環であっても、芳香環であってもよい。
該脂環及び芳香環は、ヘテロ原子を含むものでもよい。
該脂環及び芳香環は、ヘテロ原子を含むものでもよい。
Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する環としては、上記の中でも、モノシクロアルケン、モノシクロアルケンの炭素原子の一部がヘテロ原子(酸素原子、硫黄原子等)で置換された環、モノシクロアルカジエンが好ましく、炭素数3~6のシクロアルケンが好ましく、シクロペンテン又はシクロヘキセンが好ましい。
Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する環は、縮合環であってもよい。該縮合環として、具体的には、インダン等が挙げられる。
Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する環は、置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、上述したRax5等が挙げられる。
Ra05a又はRa05bと、Ra06とは、互いに結合して環を形成してもよく、該環としては、Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する環と同様のものが挙げられる。
上記式(a0-r-2)中、Ra04とRa05a又はRa05bとは、上記の中でも、互いに結合して環を形成することが好ましく、互いに結合して単環を形成することがより好ましく、互いに結合して単環の脂環を形成することがさらに好ましい。
また、Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する前記環は、置換基を有してもよく、該置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基がさらに好ましい。
また、Ra04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して形成する前記環は、置換基を有してもよく、該置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基がさらに好ましい。
前記式(a0-r-2)で表される基の具体例を以下に挙げる。
上記式(a0-r-2)で表される酸解離性基としては、上記の中でも、上記式(r-sp-03)又は(r-sp-03)で表される酸解離性基が好ましい。
上記式(a0-1)中、q01は、0~3の整数である。q01が0の場合は、ベンゼン構造、q01が1の場合は、ナフタレン構造、q01が2の場合は、アントラセン構造、q01が3の場合は、テトラセン構造となる。
上記式(a0-1)中、n01は、1以上の整数であり、好ましくは1~5であり、より好ましくは1~3であり、さらに好ましくは1又は2である。
上記式(a0-1)中、n01≦q01×2+4である。
例えば、q01が1でナフタレン構造である場合、該ナフタレンは、重合性基含有基(W01)及び-Ya01-(C=O)-O-Rax01基で置換されている水素原子以外の全ての水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい。また、該ナフタレンにおいて、重合性基含有基(W01)、-Ya01-(C=O)-O-Rax01基、及びヒドロキシ基の置換位置は特に限定されない。
例えば、q01が1でナフタレン構造である場合、該ナフタレンは、重合性基含有基(W01)及び-Ya01-(C=O)-O-Rax01基で置換されている水素原子以外の全ての水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい。また、該ナフタレンにおいて、重合性基含有基(W01)、-Ya01-(C=O)-O-Rax01基、及びヒドロキシ基の置換位置は特に限定されない。
構成単位(a01)は、上記の中でも、下記一般式(a0-1-1)で表される構成単位であることが好ましい。
式(a0-1-1)中、R01の炭素数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、特にフッ素原子が好ましい。
R01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、水素原がより好ましい。
R01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、水素原がより好ましい。
式(a0-1-1)中、Ya001は、単結合又は2価の連結基である。
Ya001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、及びヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられ、それぞれW01における2価の炭化水素基、及びヘテロ原子を含む2価の連結基と同様である。
Ya001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、及びヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられ、それぞれW01における2価の炭化水素基、及びヘテロ原子を含む2価の連結基と同様である。
上記の中でも、Ya001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、芳香族炭化水素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い。これらの中でも、Ya001としては、エステル結合[-C(=O)-O-、-O-C(=O)-]と直鎖状のアルキレン基との組み合わせ、又は単結合であることがより好ましく、単結合であることがさらに好ましい。
式(a0-1-1)中、Ya01は、上記式(a0-1)中のYa01と同一である。
式(a0-1-1)中、Rax01は上述した一般式(a0-r-1)又は(a0-r-2)で表される酸解離性基である。
式(a0-1-1)中、Rax01は、上記の中でも、上記式(a0-r1-01)~(a0-r1-04)のいずれかで表される酸解離性基、又は、上記式(a0-r-2)で表される酸解離性基であることが好ましい。その中でも、該酸解離性基は、環状の酸解離性基であることが好ましい。すなわち、上記式(a0-r1-01)~(a0-r1-04)のいずれかで表される酸解離性基であり、かつ、環状の酸解離性基、又は、上記式(a0-r-2)で表される酸解離性基であり、かつ、環状の酸解離性基であることがより好ましい。
より具体的には、式(a0-1-1)中、Rax01は、上記式(a0-r1-01)で表される酸解離性基;上記式(a0-r1-04)で表され、該式中のRa008が環状の炭化水素基である酸解離性基;又は、上記式(a0-r-2)で表され、該式中のRa04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して環を形成している酸解離性基であることがさらに好ましい。
式(a0-1-1)中、Rax01は、上記の中でも、上記式(a0-r1-01)~(a0-r1-04)のいずれかで表される酸解離性基、又は、上記式(a0-r-2)で表される酸解離性基であることが好ましい。その中でも、該酸解離性基は、環状の酸解離性基であることが好ましい。すなわち、上記式(a0-r1-01)~(a0-r1-04)のいずれかで表される酸解離性基であり、かつ、環状の酸解離性基、又は、上記式(a0-r-2)で表される酸解離性基であり、かつ、環状の酸解離性基であることがより好ましい。
より具体的には、式(a0-1-1)中、Rax01は、上記式(a0-r1-01)で表される酸解離性基;上記式(a0-r1-04)で表され、該式中のRa008が環状の炭化水素基である酸解離性基;又は、上記式(a0-r-2)で表され、該式中のRa04とRa05a又はRa05bとが、互いに結合して環を形成している酸解離性基であることがさらに好ましい。
式(a0-1-1)中、q01及びn01は、上記式(a0-1)中のq01及びn01と同一である。
以下に構成単位(a01)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。
本実施形態のレジスト組成物における構成単位(a01)としては、上記の中でも、上記式(a01-1a-1)、(a01-1a-2)、(a01-1a-34)、(a01-1a-41)、(a01-1a-45)、(a01-1a-47)~(a01-1a-50)のいずれかで表される構成単位であることが好ましく、上記式(a01-1a-1)、(a01-1a-2)、(a01-1a-34)、(a01-1a-47)~(a01-1a-50)のいずれかで表される構成単位であることがより好ましい。
(A1)成分が有する構成単位(a01)は、1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中の構成単位(a01)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、20~90モル%であることが好ましく、30~80モル%であることがより好ましく、35~75モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a01)の割合を、前記の好ましい下限値以上にすることにより、感度及びCDUをより向上させることができる。
構成単位(a01)の割合を、前記の好ましい上限値以下にすることにより、後述する構成単位(a02)とのバランスを取ることができ、感度及びCDUをより向上させることができる。
(A1)成分中の構成単位(a01)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、20~90モル%であることが好ましく、30~80モル%であることがより好ましく、35~75モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a01)の割合を、前記の好ましい下限値以上にすることにより、感度及びCDUをより向上させることができる。
構成単位(a01)の割合を、前記の好ましい上限値以下にすることにより、後述する構成単位(a02)とのバランスを取ることができ、感度及びCDUをより向上させることができる。
≪構成単位(a02)≫
構成単位(a02)は、下記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位である。
構成単位(a02)は、下記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位である。
式(a0-2)中、W02は、重合性基含有基である。W02としては、上記式(a0-2)中のW01と同様のものが挙げられる。
W02としては、例えば、化学式:C(RX21)(RX22)=C(RX23)-Yax02-で表される基が好適に挙げられる。
この化学式中、RX21、RX22及びRX23は、それぞれ、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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
RX21、RX22及びRX23は、それぞれ水素原子であることが好ましい。
Yax02は、単結合であることが好ましい。
W02としては、例えば、化学式:C(RX21)(RX22)=C(RX23)-Yax02-で表される基が好適に挙げられる。
この化学式中、RX21、RX22及びRX23は、それぞれ、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り、Yax0は、単結合または2価の連結基である。
RX21、RX22及びRX23は、それぞれ水素原子であることが好ましい。
Yax02は、単結合であることが好ましい。
式(a0-2)中、Ya02は、単結合又は2価の連結基である。Ya02としては、上記式(a0-2)中のYa01と同様のものが挙げられる。
その中でも、Ya02としては、単結合であることが好ましい。
その中でも、Ya02としては、単結合であることが好ましい。
上記式(a0-2)中、q02は、0~3の整数である。q02が0の場合は、ベンゼン構造、q02が1の場合は、ナフタレン構造、q02が2の場合は、アントラセン構造、q02が3の場合は、テトラセン構造となる。
上記式(a0-2)中、n02は、1以上の整数であり、好ましくは1~5であり、より好ましくは1~3であり、さらに好ましくは1又は2である。
上記式(a0-2)中、n02≦q02×2+4である。
例えば、q02が1でナフタレン構造である場合、該ナフタレンは、重合性基含有基(W02)及び-Ya02-(C=O)-OH基で置換されている水素原子以外の全ての水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい。また、該ナフタレンにおいて、重合性基含有基(W02)、-Ya02-(C=O)-OH基、及びヒドロキシ基の置換位置は特に限定されない。
例えば、q02が1でナフタレン構造である場合、該ナフタレンは、重合性基含有基(W02)及び-Ya02-(C=O)-OH基で置換されている水素原子以外の全ての水素原子がヒドロキシ基で置換されていてもよい。また、該ナフタレンにおいて、重合性基含有基(W02)、-Ya02-(C=O)-OH基、及びヒドロキシ基の置換位置は特に限定されない。
構成単位(a02)は、構成単位(a01)における酸解離性基(Rax01)が解離した構造であることが好ましい。すなわち、構成単位(a01)と、構成単位(a02)とは、構成単位(a01)が-(C=O)-O-Rax01を有し、構成単位(a02)が-(C=O)-OHを有すること以外は、同一の構造であることが好ましい。
以下に構成単位(a02)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。
本実施形態のレジスト組成物における構成単位(a02)としては、上記の中でも、上記式(a0-2a-1)又は(a01-2a-7)で表される構成単位であることが好ましい。
(A1)成分が有する構成単位(a02)は、1種であってもよく2種以上であってもよい。
(A1)成分中の構成単位(a02)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、0.1~10モル%であることが好ましく、0.1~8モル%であることがより好ましく、0.1~5モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a02)の割合を、前記の好ましい下限値以上にすることにより、感度をより向上させることができる。
構成単位(a02)の割合を、前記の好ましい上限値以下にすることにより、CDUをより向上させることができる。
(A1)成分中の構成単位(a02)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、0.1~10モル%であることが好ましく、0.1~8モル%であることがより好ましく、0.1~5モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a02)の割合を、前記の好ましい下限値以上にすることにより、感度をより向上させることができる。
構成単位(a02)の割合を、前記の好ましい上限値以下にすることにより、CDUをより向上させることができる。
≪その他構成単位≫
(A1)成分は、上述した構成単位(a01)及び構成単位(a02)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、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);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。
(A1)成分は、上述した構成単位(a01)及び構成単位(a02)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、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);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(a1)について:
構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。但し、上述した構成単位(a01)又は構成単位(a02)に該当するものは除かれる。
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。但し、上述した構成単位(a01)又は構成単位(a02)に該当するものは除かれる。
酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、上述した一般式(a0-r-1)で表される「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、上述した一般式(a0-r-2)で表される「第2級アルキルエステル型酸解離性基」、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」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、上述した一般式(a0-r-1)で表される「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、上述した一般式(a0-r-2)で表される「第2級アルキルエステル型酸解離性基」、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。
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。
式(a1-r-1)中、Ra’1及びRa’2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’1又はRa’2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。
Ra’1又はRa’2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’3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’3が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂環式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。
単環式基である脂環式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。
多環式基である脂環式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。
単環式基である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。
多環式基である脂環式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’3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’3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。
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’3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’3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。
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’3が、Ra’1、Ra’2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。
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。
式(a1-r-3)中、Ra’7~Ra’9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。
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、下記一般式(a1-1-1)で表される構成単位が挙げられる。
以下に構成単位(a1)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。
(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、0~50モル%が好ましく、0~40モル%がより好ましく、0~30モル%がさらに好ましい。
構成単位(a1)の割合を、前記の好ましい範囲内とすることによって、感度、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。
構成単位(a1)の割合を、前記の好ましい範囲内とすることによって、感度、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。
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(但し、構成単位(a01)、構成単位(a02)、又は、構成単位(a1)に該当するものを除く)である。
構成単位(a10)は、下記一般式(a10-1)で表される構成単位(但し、構成単位(a01)、構成単位(a02)、又は、構成単位(a1)に該当するものを除く)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。
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。
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)-]がより好ましく、単結合がさらに好ましい。
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における環状の脂環式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。
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。
(A1)成分が有する構成単位(a10)は、1種でもよく2種以上でもよい。
(A1)成分が構成単位(a10)を有する場合、(A1)成分中の構成単位(a10)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~70モル%が好ましく、15~65モル%がより好ましく、20~60モル%がさらに好ましい。
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。
(A1)成分が構成単位(a10)を有する場合、(A1)成分中の構成単位(a10)の割合は、(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~70モル%が好ましく、15~65モル%がより好ましく、20~60モル%がさらに好ましい。
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、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。
(A1)成分は、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。
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。
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、又は、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。
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-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-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。
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。
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。
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、Ya21は、単結合であり、La21は、-COO-、又は、-OCO-、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。
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。
(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、1~20モル%であることが好ましく、1~15モル%であることがより好ましく、1~10モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすると、前述した効果によって、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
(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、1~20モル%であることが好ましく、1~15モル%であることがより好ましく、1~10モル%であることがさらに好ましい。
構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすると、前述した効果によって、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
構成単位(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。
但し、構成単位(a0)に該当するものは除かれる。
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。
但し、構成単位(a0)に該当するものは除かれる。
W2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。
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W2とが形成する縮合環としては、W2部位の重合性基とYax2とが形成する縮合環、W2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W2とが形成する縮合環は、置換基を有してもよい。
Yax2とW2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。
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。
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)、及び、(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)成分における構成単位(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、50モル%以下であることが好ましく、0~30モル%であることがより好ましい。
(A1)成分における構成単位(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、50モル%以下であることが好ましく、0~30モル%であることがより好ましい。
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(a01)及び構成単位(a02)を有する樹脂成分である。
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(a01)及び構成単位(a02)を有する樹脂成分である。
(A1)成分において、構成単位(a02)は、構成単位(a01)における酸解離性基(Rax01)が解離した構造であることが好ましい。すなわち、構成単位(a01)と、構成単位(a02)とは、構成単位(a01)が-(C=O)-O-Rax01を有し、構成単位(a02)が-(C=O)-OHを有すること以外は、同一の構造であることが好ましい。
かかる(A1)成分としては、構成単位(a01)の繰り返し構造と、構成単位(a02)の繰り返し構造とを有する高分子化合物が好ましく、構成単位(a01)の繰り返し構造と、構成単位(a02)の繰り返し構造と、構成単位(a10)の繰り返し構造とを有する高分子化合物がより好ましい。
構成単位(a01)と、構成単位(a02)とのモル比(構成単位(a01):構成単位(a02))は、70:30~99.9:0.1であることが好ましく、80:20~99.5:0.5であることがより好ましく、85:15~99.5:0.5であることがさらに好ましく、90:10~99.5:0.5であることが特に好ましい。
構成単位(a01)と、構成単位(a02)と、構成単位(a10)との繰り返し構造を有する高分子化合物おいて、
該高分子化合物中の構成単位(a01)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、20~90モル%であることが好ましく、30~80モル%であることがより好ましく、35~75モル%であることがさらに好ましい。
また、該高分子化合物中の構成単位(a02)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、0.1~10モル%であることが好ましく、0.1~8モル%であることがより好ましく、0.1~5モル%であることがさらに好ましい。
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、5~70モル%が好ましく、15~65モル%がより好ましく、20~60モル%がさらに好ましい。
該高分子化合物中の構成単位(a01)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、20~90モル%であることが好ましく、30~80モル%であることがより好ましく、35~75モル%であることがさらに好ましい。
また、該高分子化合物中の構成単位(a02)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、0.1~10モル%であることが好ましく、0.1~8モル%であることがより好ましく、0.1~5モル%であることがさらに好ましい。
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、5~70モル%が好ましく、15~65モル%がより好ましく、20~60モル%がさらに好ましい。
構成単位(a01)と、構成単位(a02)と、構成単位(a10)との繰り返し構造を有する高分子化合物おいて、
構成単位(a01)及び構成単位(a02)と、構成単位(a10)とのモル比(構成単位(a01)及び(a02):構成単位(a10))は、2:8~8:2であることが好ましく、3:7~8:2であることがより好ましく、4:6~8:2であることがさらに好ましい。
構成単位(a01)及び構成単位(a02)と、構成単位(a10)とのモル比(構成単位(a01)及び(a02):構成単位(a10))は、2:8~8:2であることが好ましく、3:7~8:2であることがより好ましく、4:6~8:2であることがさらに好ましい。
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(a01)を誘導するモノマーと、構成単位(a02)を誘導するモノマーと、必要に応じて他の構成単位を誘導するモノマー(例えば、構成単位(a10)を誘導するモノマーの水酸基を保護した化合物)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-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-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(CF3)2-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。
あるいは、かかる(A1)成分は、構成単位(a01)を誘導するモノマーと、構成単位(a02)を誘導するモノマーと、必要に応じて他の構成単位を誘導するモノマー(例えば、構成単位(a10)を誘導するモノマーの水酸基を保護した化合物)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-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-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(CF3)2-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。
(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。
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CDU、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。
<その他成分>
本実施形態のレジスト組成物は、上述した(A)成分に加え、その他成分をさらに含有してもよい。その他成分としては、例えば以下に示す(B)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物は、上述した(A)成分に加え、その他成分をさらに含有してもよい。その他成分としては、例えば以下に示す(B)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
≪酸発生剤成分(B)≫
本実施形態のレジスト組成物は、さらに、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有することが好ましい。
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物は、さらに、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有することが好ましい。
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト組成物用の酸発生剤として提案されているものを用いることができる。
このような酸発生剤としては、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤;ビスアルキル又はビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤;ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが挙げられる。
オニウム塩系酸発生剤としては、例えば、下記の一般式(b-1)で表される化合物(以下「(b-1)成分」ともいう)、一般式(b-2)で表される化合物(以下「(b-2)成分」ともいう)又は一般式(b-3)で表される化合物(以下「(b-3)成分」ともいう)が挙げられる。
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。
{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。
・(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。
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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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、下記一般式(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-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。
前記一般式(b5-r-1)~(b5-r-2)中、B”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る。
B”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、メチレン基がさらに好ましい。
B”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、メチレン基がさらに好ましい。
前記一般式(b5-r-1)~(b5-r-4)中、Rb’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、その中でも、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。
下記に一般式(b5-r-1)~(b5-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。
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(-CH2-)を置換する基である。
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(-CH2-)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。
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(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-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。
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(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-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。
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。また、該環式基又は該環状の炭化水素基が置換基を有する場合、置換基としては、ヨウ素原子が好ましい。
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(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基が好ましく、フェニル基、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がより好ましく、フェニル基、アダマンチル基がさらに好ましい。
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(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基が好ましく、フェニル基、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がより好ましく、フェニル基、アダマンチル基がさらに好ましい。
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(-SO2-)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。
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(-SO2-)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。
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[-CH2-];-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CH2CH2-];-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-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)[-CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CH2CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CH2CH2CH2CH2CH2-]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’3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。
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[-CH2-];-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CH2CH2-];-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-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)[-CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CH2CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CH2CH2CH2CH2CH2-]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’3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く、上記式(y-al-1)で表される連結基がさらに好ましい。
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く、単結合、又は炭素原子数1~4の直鎖状のフッ素化アルキレン基であることがより好ましい。
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。
R”101、R”102およびR”103の置換基を有してもよい脂肪族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
R”101およびR”103における置換基を有してもよい芳香族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
R”101における置換基を有してもよい鎖状のアルキル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。
R”103における置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。
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。
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-SO2-である。
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-SO2-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。
{カチオン部}
前記の式(b-1)、式(b-2)、式(b-3)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンを表す。この中でも、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好ましい。
mは、1以上の整数である。
前記の式(b-1)、式(b-2)、式(b-3)中、M’m+は、m価のオニウムカチオンを表す。この中でも、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好ましい。
mは、1以上の整数である。
好ましいカチオン部((M’m+)1/m)としては、下記の一般式(ca-1)~(ca-3)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
上記の一般式(ca-1)~(ca-3)中、R201~R207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等が挙げられる。
R201~R207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等が挙げられる。
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。
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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
また、R’201における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基、その他上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。
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(-CH2-)を置換する基である。
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(-CH2-)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。
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の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数2~5がより好ましく、炭素原子数2~4がさらに好ましく、炭素原子数3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
R’201の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R’201における環式基等が挙げられる。
R’201の置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、上述したものの他、置換基を有してもよい環式基又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基として、上述の式(a1-r-2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。
なかでも、R’201は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、例えば、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(b5-r-1)~(b5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基などが好ましい。
上記の一般式(ca-1)~(ca-3)中、R201~R203、R206~R207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-、-SO2-、-SO3-、-COO-、-CONH-または-N(RN)-(該RNは炭素原子数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、例えばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。
R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。
R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよい-SO2-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-SO2-含有環式基としては、「-SO2-含有多環式基」が好ましく、上記一般式(b5-r-1)で表される基がより好ましい。
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-SO2-含有環式基としては、「-SO2-含有多環式基」が好ましく、上記一般式(b5-r-1)で表される基がより好ましい。
前記式(ca-1)で表されるカチオンの具体例を以下に示す。
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。
酸発生剤成分(B)としては、下記一般式(b0-1)で表される化合物(B01)(以下「化合物(B01)」ともいう)、又は、下記一般式(b0-2)で表される化合物(B02)(以下「化合物(B02」ともいう)が好ましい。
≪化合物(B01)≫
化合物(B01)は、下記一般式(b0-1)で表される化合物である。
化合物(B01)は、下記一般式(b0-1)で表される化合物である。
・カチオン部について
式(b0-1)中、Rb1は、フッ素原子を有するアリール基又はフッ素化アルキル基を有するアリール基である。
Rb1におけるアリール基としては、炭素数5~30であることが好ましく、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、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
Rb1におけるアリール基としては、具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基が好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
式(b0-1)中、Rb1は、フッ素原子を有するアリール基又はフッ素化アルキル基を有するアリール基である。
Rb1におけるアリール基としては、炭素数5~30であることが好ましく、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、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
Rb1におけるアリール基としては、具体的には、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基が好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
Rb1におけるアリール基が有するフッ素化アルキル基として、具体的には、炭素数1~12のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。該アルキル基は直鎖状でも、分岐鎖状でもよい。
炭素数1~12の直鎖状のフッ素化アルキル基として、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、ウンデシル基、ドデシル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。炭素数1~12の分岐鎖状のフッ素化アルキル基として、具体的には、1-メチルエチル基、1,1-ジメチルエチル基、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-メチルペンチル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
炭素数1~12の直鎖状のフッ素化アルキル基として、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、ウンデシル基、ドデシル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。炭素数1~12の分岐鎖状のフッ素化アルキル基として、具体的には、1-メチルエチル基、1,1-ジメチルエチル基、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-メチルペンチル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。
Rb1におけるアリール基が有するフッ素化アルキル基としては、上記の中でも、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フッ素原子で置換された基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された基がより好ましく、トリフルオロメチル基がさらに好ましい。
Rb1におけるアリール基は、フッ素原子、フッ素化アルキル基以外の置換基を有してもよい。該置換基としては、アルキル基、フッ素原子以外のハロゲン原子、フッ素化アルキル基以外の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、-SO2-Rb0で表される1価の基(Rb0は、置換基を有していてもよい直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基)等が挙げられる。
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。
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数は3~30であることが好ましく、炭素数5~30がより好ましく、炭素数5~20がさらに好ましく、炭素数6~15が特に好ましく、炭素数6~10が最も好ましい。ただし、該炭素数には、置換基における炭素数を含まないものとする。
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)の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2がより好ましく、炭素数1が特に好ましい。
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)の炭素数は、1~4であることが好ましく、炭素数1~2がより好ましく、炭素数1が特に好ましい。
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。
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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
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[-CH2-]、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、テトラメチレン基[-(CH2)4-]、ペンタメチレン基[-(CH2)5-]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(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-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。
また、R’201における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO2-含有環式基、その他上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。
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、炭素数が1~20であることが好ましく、炭素数1~15であることがより好ましく、炭素数1~10が最も好ましい。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~15であることがより好ましく、炭素数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。
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、炭素数が1~20であることが好ましく、炭素数1~15であることがより好ましく、炭素数1~10が最も好ましい。
分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数が3~20であることが好ましく、炭素数3~15であることがより好ましく、炭素数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、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数2~5がより好ましく、炭素数2~4がさらに好ましく、炭素数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、炭素数が2~10であることが好ましく、炭素数2~5がより好ましく、炭素数2~4がさらに好ましく、炭素数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。
-SO2-Rb0で表される1価の基において、Rb0は、置換基を有していてもよい直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素基、又は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
Rb0の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
Rb0の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシ基等が挙げられる。
Rb0の脂環式炭化水素基は、炭素数3~20が好ましく、炭素数3~12がより好ましく、多環式でもよく、単環式でもよい。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数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロブタン、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。
Rb0の脂環式炭化水素基が有してもよい置換基としては、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
Rb0の芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、フルオ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。
Rb0の芳香族炭化水素基が有してもよい置換基としては、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
Rb0の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
Rb0の直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~5のハロゲン化アルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシ基等が挙げられる。
Rb0の脂環式炭化水素基は、炭素数3~20が好ましく、炭素数3~12がより好ましく、多環式でもよく、単環式でもよい。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数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロブタン、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。
Rb0の脂環式炭化水素基が有してもよい置換基としては、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
Rb0の芳香族炭化水素基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、フルオ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。
Rb0の芳香族炭化水素基が有してもよい置換基としては、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
式(b0-1)中、Rb1は、上記の中でも、フッ素原子を有するアリール基、又は、炭素数1~5のアルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換された基を有するアリール基であることが好ましく、フッ素原子を有するアリール基、又は、炭素数1~3のアルキル基の水素原子の一部若しくは全部がフッ素原子で置換された基を有するアリール基であることがより好ましく、フッ素原子を有するアリール基、又は、トリフルオロメチル基を有するアリール基であることがさらに好ましい。
式(b0-1)中、Rb2及びRb3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又は置換基を有してもよいアルケニル基である。
Rb2及びRb3におけるアリール基は、Rb1におけるアリール基と同様のものが挙げられる。Rb2及びRb3におけるアリール基は、その中でも、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基が好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
Rb2及びRb3におけるアリール基は、Rb1におけるアリール基と同様のものが挙げられる。Rb2及びRb3におけるアリール基は、その中でも、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニル基が好ましく、フェニル基又はナフチル基がより好ましく、フェニル基がさらに好ましい。
Rb2及びRb3におけるアルキル基としては、炭素数1~30の鎖状又は環状のアルキル基が好ましい。
Rb2及びRb3におけるアルケニル基としては、炭素数が2~10のアルケニル基が好ましい。
Rb2及びRb3におけるアルケニル基としては、炭素数が2~10のアルケニル基が好ましい。
式(b0-1)中、Rb2及びRb3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、上記の一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)でそれぞれ表される基等が挙げられる。
式(b0-1)中、Rb2及びRb3は、上記の中でも、置換基を有してもよいアリール基であることが好ましい。該アリール基が置換基を有する場合、該置換基としては、フッ素原子、フッ素化アルキル基、又は上記-SO2-Rb0で表される1価の基が好ましく、フッ素原子、又は、フッ素化アルキル基がより好ましい。
すなわち、式(b0-1)中、Rb2及びRb3は、無置換のアリール基、フッ素原子を有するアリール基、フッ素化アルキル基を有するアリール基が好ましい。
すなわち、式(b0-1)中、Rb2及びRb3は、無置換のアリール基、フッ素原子を有するアリール基、フッ素化アルキル基を有するアリール基が好ましい。
式(b0-1)中、Rb1~Rb3のうちの2つは、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。Rb1~Rb3のうちの2つが相互に結合して、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、-SO-、-SO2-、-SO3-、-C(=O)-、-COO-、-CONH-または-N(RN)-(該RNは炭素数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、例えばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チアントレン環、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。
なお、Rb1とRb2又はRb3とが相互に結合して、式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、該環構造がフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有していればよく、アリール基に由来する構造(例えば、ベンゼン環構造)の水素原子がフッ素原子又はフッ素化アルキル基で置換されていなくてもよい。
なお、Rb1とRb2又はRb3とが相互に結合して、式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、該環構造がフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有していればよく、アリール基に由来する構造(例えば、ベンゼン環構造)の水素原子がフッ素原子又はフッ素化アルキル基で置換されていなくてもよい。
化合物(B01)におけるカチオン部としては、下記一般式(ca-b01-1)で表されるカチオンが好ましい。
式(ca-b01-1)中、Rb2及びRb3は、上述した式(b0-1)中のRb2及びRb3とそれぞれ同一である。
式(ca-b01-1)中、X011はフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、上述した式(b0-1)中のRb1が有するフッ素原子又はフッ素化アルキル基と同様のものが挙げられる。
式(ca-b01-1)中、R011は置換基であり、アルキル基、フッ素原子以外のハロゲン原子、フッ素化アルキル基以外の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、上述した一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)でそれぞれ表される基等が挙げられる。
式(ca-b01-1)中、nbは、1以上の整数であり、1~3が好ましく、1又は2がより好ましい。
式(ca-b01-1)中、pbは、0以上の整数であり、0~2が好ましく、0がより好ましい。
式(ca-b01-1)中、qbは、0~3の整数である。qが0の場合は、ベンゼン構造、qが1の場合は、ナフタレン構造、qが2の場合は、アントラセン構造、qが3の場合は、テトラセン構造となる。
式(ca-b01-1)中、pbは、0以上の整数であり、0~2が好ましく、0がより好ましい。
式(ca-b01-1)中、qbは、0~3の整数である。qが0の場合は、ベンゼン構造、qが1の場合は、ナフタレン構造、qが2の場合は、アントラセン構造、qが3の場合は、テトラセン構造となる。
化合物(B01)におけるカチオン部としては、上記式(ca-b01-11)~(ca-b01-24)のいずれかで表されるカチオンが好ましく、上記式(ca-b01-12)、(ca-b01-14)、(ca-b01-16)のいずれかで表されるカチオンがより好ましい。
・アニオン部について
式(b0-1)中、X01 -は、対アニオンである。
X01 -として、具体的には、(b-1)成分のアニオン部、(b-2)成分のアニオン部、(b-3)成分のアニオン部等が挙げられ、その中でも、(b-1)成分のアニオン部が好ましい。
式(b0-1)中、X01 -は、対アニオンである。
X01 -として、具体的には、(b-1)成分のアニオン部、(b-2)成分のアニオン部、(b-3)成分のアニオン部等が挙げられ、その中でも、(b-1)成分のアニオン部が好ましい。
化合物(B01)におけるアニオン部の好ましい具体例を以下に示す。
化合物(B01)は、上記の中でも、下記一般式(b0-1-1)で表される化合物(B011)(以下「化合物(B011)」ともいう)であることが好ましい。
[式中、Rb2及びRb3は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルケニル基である。Rb2及びRb3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いてもよい。X011はフッ素原子又はフッ素化アルキル基である。R011は置換基である。nbは1以上の整数である。pbは、0以上の整数である。qbは、0~3の整数である。ただし、nb+pb≦qb×2+5である。X01 -は、対アニオンである。]
化合物(B011)のアニオン部としては、化合物(B01)のアニオン部と同一である。
化合物(B011)のカチオン部としては、上記一般式(ca-b01-1)で表されるカチオンと同一である。
化合物(B011)のカチオン部としては、上記一般式(ca-b01-1)で表されるカチオンと同一である。
以下に化合物(B01)の好ましい具体例を示す。
本実施形態のレジスト組成物において、化合物(B01)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。
化合物(B01)の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。
化合物(B01)の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
化合物(B01)の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。
化合物(B01)の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
≪化合物(B02)≫
化合物(B02)は、下記一般式(b0-2)で表される化合物である。
化合物(B02)は、下記一般式(b0-2)で表される化合物である。
・カチオン部について
式(b0-2)中、Rb4は、フッ素原子を有するアリール基又はフッ素化アルキル基を有するアリール基であり、上記式(b0-1)中のRb1と同様のものが挙げられる。
式(b0-2)中、Rb5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又は置換基を有してもよいアルケニル基であり、上記式(b0-2)中のRb2及びRb3と同様のものが挙げられる。
式(b0-2)中、Rb4は、フッ素原子を有するアリール基又はフッ素化アルキル基を有するアリール基であり、上記式(b0-1)中のRb1と同様のものが挙げられる。
式(b0-2)中、Rb5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又は置換基を有してもよいアルケニル基であり、上記式(b0-2)中のRb2及びRb3と同様のものが挙げられる。
式(b0-2)中、Rb4は、上記の中でも、フッ素原子を有するフェニル基又は炭素数1~5のアルキル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を有するフェニル基であることが好ましく、フッ素原子を有するフェニル基であることがより好ましい。
式(b0-2)中、Rb5は、上記の中でも、フッ素原子を有するフェニル基又は炭素数1~5のアルキル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を有するフェニル基であることが好ましく、フッ素原子を有するフェニル基であることがより好ましい。
式(b0-2)中、Rb5は、上記の中でも、フッ素原子を有するフェニル基又は炭素数1~5のアルキル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を有するフェニル基であることが好ましく、フッ素原子を有するフェニル基であることがより好ましい。
以下に化合物(B02)のカチオン部の好ましい具体例を示す。
・アニオン部について
式(b0-2)中、X02 -は、対アニオンであり、上記式(b0-1)中のX01 -と同様のものが挙げられる。
式(b0-2)中、X02 -は、対アニオンであり、上記式(b0-1)中のX01 -と同様のものが挙げられる。
以下に化合物(B02)の好ましい具体例を示す。
本実施形態のレジスト組成物において、化合物(B02)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。
化合物(B02)の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。
化合物(B02)の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
化合物(B02)の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。
化合物(B02)の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
本実施形態のレジスト組成物において、化合物(B01)又は化合物(B02)のいずれか一方のみを用いてもよく、化合物(B01)及び化合物(B02)を併用してもよいが、化合物(B01)を含有することが好ましい。
レジスト組成物が(B)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(B)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~40質量部がより好ましく、15~35質量部がさらに好ましい。
(B)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
(B)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、レジストパターン形成において、感度、CDU、解像性能、LWR(ラインワイズラフネス)低減性等のリソグラフィー特性がより向上する。一方、好ましい範囲の上限値以下であると、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性がより高まる。
(B)成分中の化合物(B01)及び化合物(B02)の割合は、(B)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。
≪塩基成分(D)≫
本実施形態のレジスト組成物は、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。
本実施形態のレジスト組成物は、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。
(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。
{(d1-1)成分}
・・アニオン部
式(d1-1)中、Rd1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、Rd1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、Rd1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Rd1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。
・・アニオン部
式(d1-1)中、Rd1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、Rd1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、Rd1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Rd1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。
・・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、化合物(B01)、又は、化合物(B02)と同一のカチオン部であることがさらに好ましく、上記一般式(ca-b01-1)で表されるカチオンが特に好ましく、上記式(ca-b01-11)~(ca-b01-24)のいずれかで表されるカチオンが最も好ましい。
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、化合物(B01)、又は、化合物(B02)と同一のカチオン部であることがさらに好ましく、上記一般式(ca-b01-1)で表されるカチオンが特に好ましく、上記式(ca-b01-11)~(ca-b01-24)のいずれかで表されるカチオンが最も好ましい。
(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、Rd2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、Rd2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。
Rd2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。
・・アニオン部
式(d1-2)中、Rd2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、Rd2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。
Rd2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。
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。
Rd2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Rd1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。
以下に(d1-2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
・・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。
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、Rd3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Rd1のフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
・・アニオン部
式(d1-3)中、Rd3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Rd1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、Rd4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。
Rd4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。Rd4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。
Rd4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。
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。
Rd4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。Rd4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。
Rd4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。
Rd4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。
Rd4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。Rd4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、Rd4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、Yd1は、単結合または2価の連結基である。
Yd1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。
Yd1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。
Yd1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。
Yd1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。
・・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。
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、0.5~15質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましく、2~8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。
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、0.5~15質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましく、2~8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。
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。
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NH3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6~30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。
(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NH3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6~30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。
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。
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6~30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。
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。
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。
本実施形態のレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がより好ましい。上記範囲とすることにより、リソグラフィー特性がより向上する。
レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がより好ましい。上記範囲とすることにより、リソグラフィー特性がより向上する。
≪フッ素添加剤成分(F)≫
本実施形態のレジスト組成物は、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。
(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。
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。
(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。
式(f1-1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
式(f1-1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のアルキル基としては、上記Rの炭素原子数1~5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
式(f1-1)中、nf1は0~5の整数であり、0~3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
式(f1-1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のアルキル基としては、上記Rの炭素原子数1~5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
式(f1-1)中、nf1は0~5の整数であり、0~3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
式(f1-1)中、Rf101は、フッ素原子を含む有機基であり、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素原子数は1~20であることが好ましく、炭素原子数1~15であることがより好ましく、炭素原子数1~10が特に好ましい。
また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから特に好ましい。
なかでも、Rf101としては、炭素原子数1~6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、-CH2-CF3、-CH2-CF2-CF3、-CH(CF3)2、-CH2-CH2-CF3、-CH2-CH2-CF2-CF2-CF2-CF3が特に好ましい。
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、-CH2-CF3、-CH2-CF2-CF3、-CH(CF3)2、-CH2-CH2-CF3、-CH2-CH2-CF2-CF2-CF2-CF3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。
(F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0~5.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.5が最も好ましい。
本実施形態のレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.5~10質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。
レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A1)成分100質量部に対して、0.5~10質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。
≪有機溶剤成分(S)≫
本実施形態のレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(以下「(S)成分」という)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
(S)成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
本実施形態のレジスト組成物において、(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。なかでも、PGMEA、PGME、γ-ブチロラクトン、EL、シクロヘキサノンが好ましい。
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。
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は、上記レジスト材料を(S)成分に溶解させた後、ポリイミド多孔質膜、ポリアミドイミド多孔質膜等を用いて、不純物等の除去を行ってもよい。例えば、ポリイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリイミド多孔質膜及びポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター等を用いて、レジスト組成物の濾過を行ってもよい。前記ポリイミド多孔質膜及び前記ポリアミドイミド多孔質膜としては、例えば、特開2016-155121号公報に記載のもの等が例示される。
以上説明した本実施形態のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する樹脂成分(A1)を含有する。構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)はいずれも芳香環を有するため、各構成単位を有する樹脂成分(A1)を含有するレジスト組成物により形成されるレジスト膜は、比較的疎水性が高められている。したがって、例えば、アルカリ現像プロセスの場合、該レジスト膜は、現像工程において未露光部の膜減りが少なく、面内均一性が良好である。一方で、該レジスト膜の露光部においては、構成単位(a01)における酸解離性基(Rax01)が解離して、カルボキシ基を生じる。また、構成単位(a02)は、現像液に対する溶解性が高いカルボキシ基を有している。したがって、該レジスト膜は、現像工程において露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高く、感度が良好である。よって、該レジスト膜は、露光部と未露光部との溶解コントラストが大きい。
加えて、成単位(a01)、及び、構成単位(a02)は、いずれもフェノール性水酸基を有するため、露光により発生する酸の発生効率を向上させることができ、感度を高めることができる。
したがって、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する樹脂成分(A1)を含有する本実施形態のレジスト組成物は、高感度であり、かつ、CDUが良好なレジストパターンを形成することができると推測される。
加えて、成単位(a01)、及び、構成単位(a02)は、いずれもフェノール性水酸基を有するため、露光により発生する酸の発生効率を向上させることができ、感度を高めることができる。
したがって、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する樹脂成分(A1)を含有する本実施形態のレジスト組成物は、高感度であり、かつ、CDUが良好なレジストパターンを形成することができると推測される。
(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。
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。
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。
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。
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、F2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。
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く、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。
液浸媒体としては、水が好ましく用いられる。
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く、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。
液浸媒体としては、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。
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。
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、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチ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、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-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、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、ブタン酸ブチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、酢酸イソアミル、イソ酪酸イソブチル、及び、プロピオン酸ブチルが挙げられる。
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。
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、高感度であり、かつ、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。
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1>
[高分子化合物(A1-1)の合成例]
モノマー(a0-1m-01)20.0g、モノマー(a10-1-1pre)7.53g、モノマー(a0-2m-01)0.11g、重合開始剤としてアゾビス(イソ酪酸)ジメチル(V-601)3.0gを、MEK(メチルエチルケトン)55gに溶解させ、窒素雰囲気下で70℃にて5時間撹拌した。その後、反応液を室温まで冷却して、高分子化合物(A1-1pre)を得た。
次いで、得られた高分子化合物(A1-1pre)を含有する重合液に酢酸4.5gと、メタノール55gとを加え、30℃で8時間脱保護反応を行った。反応終了後、得られた反応液をメタノールと水との混合溶媒1100gに沈殿させ、洗浄した。得られた白色固形物をろ過し、一晩減圧乾燥することで、目的物である高分子化合物(A1-1)を得た。
[高分子化合物(A1-1)の合成例]
モノマー(a0-1m-01)20.0g、モノマー(a10-1-1pre)7.53g、モノマー(a0-2m-01)0.11g、重合開始剤としてアゾビス(イソ酪酸)ジメチル(V-601)3.0gを、MEK(メチルエチルケトン)55gに溶解させ、窒素雰囲気下で70℃にて5時間撹拌した。その後、反応液を室温まで冷却して、高分子化合物(A1-1pre)を得た。
次いで、得られた高分子化合物(A1-1pre)を含有する重合液に酢酸4.5gと、メタノール55gとを加え、30℃で8時間脱保護反応を行った。反応終了後、得られた反応液をメタノールと水との混合溶媒1100gに沈殿させ、洗浄した。得られた白色固形物をろ過し、一晩減圧乾燥することで、目的物である高分子化合物(A1-1)を得た。
得られた高分子化合物(A1-1)について、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は5500であり、また、分子量分散度(Mw/Mn)は1.55であった。13C-NMRにより求められた共重合組成比(各モノマーから誘導される構成単位の割合(モル比))はl/m/n=69.5/30/0.5であった。
<高分子化合物の合成例2~16>
[高分子化合物(A1-2)~(A1-13)、(A2-1)~(A2-3)の合成例]
高分子化合物の合成例1と同様の方法で、下記式(a0-1m-01)~(a0-1m-09)のそれぞれで表される化合物と、下記式(a0-2m-01)又は(a0-2m-02)で表される化合物と、下記式(a10-1-1pre)~(a10-1-3pre)のそれぞれで表される化合物とを用い、表1に示す組成比の高分子化合物(A1-2)~(A1-13)、(A2-1)~(A2-3)をそれぞれ合成した。
得られた高分子化合物について、13C-NMRにより求められた該高分子化合物の共重合組成比(各モノマーから誘導される構成単位の割合(モル比))、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を表1に併記した。
[高分子化合物(A1-2)~(A1-13)、(A2-1)~(A2-3)の合成例]
高分子化合物の合成例1と同様の方法で、下記式(a0-1m-01)~(a0-1m-09)のそれぞれで表される化合物と、下記式(a0-2m-01)又は(a0-2m-02)で表される化合物と、下記式(a10-1-1pre)~(a10-1-3pre)のそれぞれで表される化合物とを用い、表1に示す組成比の高分子化合物(A1-2)~(A1-13)、(A2-1)~(A2-3)をそれぞれ合成した。
得られた高分子化合物について、13C-NMRにより求められた該高分子化合物の共重合組成比(各モノマーから誘導される構成単位の割合(モル比))、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び分子量分散度(Mw/Mn)を表1に併記した。
なお、上記の共重合体を構成している、下記化学式(a10-1-1)~(a10-1-3)で表される構成単位は、上記化学式(a10-1-1pre)~(a10-1-3pre)で表されるモノマーに由来する構成単位である。
<レジスト組成物の調製>
(実施例1~14、比較例1~3)
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。
(実施例1~14、比較例1~3)
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。
表2及び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。
(A1)-1~(A1)-13:上記の高分子化合物(A1-1)~(A1-13)。
(A2)-1~(A2)-3:上記の高分子化合物(A2-1)~(A2-3)。
(A1)-1~(A1)-13:上記の高分子化合物(A1-1)~(A1-13)。
(A2)-1~(A2)-3:上記の高分子化合物(A2-1)~(A2-3)。
(B)-1~(B)-4:下記化学式(B-1)~(B-4)でそれぞれ表される化合物からなる酸発生剤。
(D)-1~(D)-4:下記化学式(D-1)~(D-4)でそれぞれ表される化合物からなる酸拡散制御剤。
(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。
(S)-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=60/40(質量比)の混合溶剤。
<レジストパターンの形成>
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を施した8インチシリコン基板上に、各例のレジスト組成物をそれぞれ、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で、温度110℃で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜に対し、電子線描画装置JEOL-JBX-9300FS(日本電子株式会社製)を用い、加速電圧100kVにて、直径32nmのホールが等間隔(ピッチ64nm)に配置されたコンタクトホールパターン(以下「CHパターン」という)をターゲットとする描画(露光)を行った。その後、110℃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、いずれの例においても、直径32nmのホールが等間隔(ピッチ64nm)に配置されたCHパターンが形成された。
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、直径32nmのホールが等間隔(ピッチ64nm)に配置されたコンタクトホールパターン(以下「CHパターン」という)をターゲットとする描画(露光)を行った。その後、110℃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、いずれの例においても、直径32nmのホールが等間隔(ピッチ64nm)に配置されたCHパターンが形成された。
[最適露光量(Eop)の評価]
上記<レジストパターンの形成>によってターゲットサイズのCHパターンが形成される最適露光量Eop(μC/cm2)を求めた。これを「Eop(μC/cm2)」として表4及び5に示した。
上記<レジストパターンの形成>によってターゲットサイズのCHパターンが形成される最適露光量Eop(μC/cm2)を求めた。これを「Eop(μC/cm2)」として表4及び5に示した。
[パターン寸法の面内均一性(CDU)の評価]
前記の<レジストパターンの形成>によって形成されたCHパターンについて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S-9380、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により、該CHパターンを上空から観察し、該CHパターン中の40個のホールのホール直径(nm)を測定した。その測定結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めた。これを「CDU(nm)」として表4及び5に示した。
このようにして求められる3σは、その値が小さいほど、該レジスト膜に形成されたホールの寸法(CD)均一性が高いことを意味する。
前記の<レジストパターンの形成>によって形成されたCHパターンについて、測長SEM(走査型電子顕微鏡、加速電圧300V、商品名:S-9380、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により、該CHパターンを上空から観察し、該CHパターン中の40個のホールのホール直径(nm)を測定した。その測定結果から算出した標準偏差(σ)の3倍値(3σ)を求めた。これを「CDU(nm)」として表4及び5に示した。
このようにして求められる3σは、その値が小さいほど、該レジスト膜に形成されたホールの寸法(CD)均一性が高いことを意味する。
表4及び5に示す通り、実施例のレジスト組成物は、比較例のレジスト組成物に比べて、より高いレベルで感度及びCDUが両立できていることが確認できた。
・芳香環を有することの効果
実施例1のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-1)を含有する。比較例3のレジスト組成物が含有する高分子化合物(A2-3)は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有さず、脂肪族環を有する構成単位を複数有する。
実施例1のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-1)を含有するため、比較例3のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
実施例1のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-1)を含有する。比較例3のレジスト組成物が含有する高分子化合物(A2-3)は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有さず、脂肪族環を有する構成単位を複数有する。
実施例1のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-1)を含有するため、比較例3のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
・構成単位(a01)と、構成単位(a02)との組み合わせの効果
実施例10のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-10)を含有する。比較例1のレジスト組成物が含有する高分子化合物(A2-1)は、構成単位(a01)は有するが、構成単位(a02)は有さない。
実施例10のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-10)を含有するため、比較例1のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
実施例10のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-10)を含有する。比較例1のレジスト組成物が含有する高分子化合物(A2-1)は、構成単位(a01)は有するが、構成単位(a02)は有さない。
実施例10のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-10)を含有するため、比較例1のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
実施例2のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-2)を含有する。比較例2のレジスト組成物が含有する高分子化合物(A2-2)は、構成単位(a01)は有するが、構成単位(a02)は有さない。
実施例2のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-2)を含有するため、比較例2のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
実施例2のレジスト組成物は、構成単位(a01)、及び、構成単位(a02)を有する高分子化合物(A1-2)を含有するため、比較例2のレジスト組成物に比べて、感度及びCDUがいずれも良好であった。
・構成単位(a02)の割合
実施例10、12~14のレジスト組成物は、各レジスト組成物が含有する樹脂の構成単位(a01)及び構成単位(a02)の割合のみ異なり、他の構成は同一である。
実施例12~14のレジスト組成物は、実施例10のレジスト組成物に比べて、CDUがいずれも良好であった。
このことから、樹脂中の前記構成単位(a02)の割合は、樹脂を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、0.1~5モル%であることが好ましいことが分かった。
実施例10、12~14のレジスト組成物は、各レジスト組成物が含有する樹脂の構成単位(a01)及び構成単位(a02)の割合のみ異なり、他の構成は同一である。
実施例12~14のレジスト組成物は、実施例10のレジスト組成物に比べて、CDUがいずれも良好であった。
このことから、樹脂中の前記構成単位(a02)の割合は、樹脂を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、0.1~5モル%であることが好ましいことが分かった。
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 (7)
- 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(a0-1)で表される化合物から誘導される構成単位(a01)、及び、下記一般式(a0-2)で表される化合物から誘導される構成単位(a02)を有する、レジスト組成物。
式(a0-r-2)中、Ra04は、炭化水素基である。Ra05a及びRa05bは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基である。Ra06は、水素原子又は炭化水素基である。Ra04とRa05a又はRa05bとは、互いに結合して環を形成してもよい。Ra05a又はRa05bと、Ra06とは、互いに結合して環を形成してもよい。*は、前記一般式(a0-1)中の酸素原子(-O-)との結合手を示す。]
- 前記樹脂成分(A1)中の前記構成単位(a02)の割合は、前記樹脂成分(A1)を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、0.1~5モル%である、請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
- さらに、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有し、
前記酸発生剤成分(B)は、下記一般式(b0-1)で表される化合物(B01)及び下記一般式(b0-2)で表される化合物(B02)からなる群から選択される1種以上の化合物を含む、請求項1又は2に記載のレジスト組成物。
式(b0-2)中、Rb4は、フッ素原子を有するアリール基又はフッ素化アルキル基を有するアリール基である。Rb5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又は置換基を有してもよいアルケニル基である。X02 -は、対アニオンである。] - 支持体上に、請求項1又は2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。
- 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6に記載のレジストパターン形成方法。
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- 2023-03-02 WO PCT/JP2023/007809 patent/WO2023171527A1/ja unknown
- 2023-03-07 TW TW112108308A patent/TW202402840A/zh unknown
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