WO2023199907A1 - レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び化合物 - Google Patents

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WO2023199907A1
WO2023199907A1 PCT/JP2023/014666 JP2023014666W WO2023199907A1 WO 2023199907 A1 WO2023199907 A1 WO 2023199907A1 JP 2023014666 W JP2023014666 W JP 2023014666W WO 2023199907 A1 WO2023199907 A1 WO 2023199907A1
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大地 高木
剛 中村
高志 長峰
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東京応化工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resist composition, a resist pattern forming method, and a novel compound.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-065655, filed in Japan on April 12, 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.
  • resins having a plurality of structural units are generally used to improve lithography properties and the like.
  • the behavior of the acid generated from the acid generator component upon exposure is considered to be one factor that greatly influences the lithography characteristics.
  • a chemically amplified resist composition has been proposed in which an acid diffusion control agent is used together with an acid generator component to control the diffusion of acid generated from the acid generator component upon exposure.
  • One method for improving resolution is to perform exposure (immersion exposure) by interposing a liquid (immersion medium) with a higher refractive index than air between the objective lens of the exposure machine and the sample.
  • a lithography method so-called liquid immersion lithography (hereinafter sometimes referred to as "liquid immersion exposure"), is known.
  • liquid immersion exposure even if a light source with the same exposure wavelength is used, it is possible to achieve the same high resolution as when using a light source with a shorter wavelength or a high NA lens, and also with a wider depth of focus. It is said that there is no decrease in Further, immersion exposure can be performed using an existing exposure apparatus.
  • immersion exposure has been used frequently in recent years because it is low cost, can form a resist pattern with high resolution, and has excellent depth of focus.
  • Immersion exposure is said to be effective in forming all kinds of pattern shapes, and can also be combined with super-resolution techniques such as phase shift method and modified illumination method.
  • super-resolution techniques such as phase shift method and modified illumination method.
  • a technique using an ArF excimer laser as a light source is being actively researched. Water is mainly considered as the immersion medium.
  • a resist material is required that has characteristics compatible with liquid immersion exposure technology in addition to normal lithography characteristics (sensitivity, resolution, roughness characteristics, etc.).
  • characteristics compatible with liquid immersion exposure technology in addition to normal lithography characteristics (sensitivity, resolution, roughness characteristics, etc.).
  • lithography characteristics sensitivity, resolution, roughness characteristics, etc.
  • Substance elution causes phenomena such as deterioration of the resist layer and change in the refractive index of the immersion solvent, which causes deterioration of lithography characteristics and generation of defects (surface defects).
  • defects refer to any defects that are detected when the resist pattern after development is observed from directly above using, for example, a surface defect observation device manufactured by KLA-Tencor Co., Ltd. (trade name "KLA”). .
  • defects include, for example, defects caused by adhesion of foreign matter or precipitates to the resist pattern surface such as scum (resist residue), bubbles, and dust after development, bridges between line patterns, and hole filling in contact hole patterns.
  • defects related to the pattern shape such as, uneven color of the pattern, etc.
  • the amount of the substance eluted is affected by the characteristics (hydrophilicity, hydrophobicity, etc.) of the resist film surface. For this reason, attempts have been made to improve the lithography properties of resist compositions by, for example, increasing the hydrophobicity of the resist film surface to suppress substance elution.
  • Patent Document 1 discloses a resist composition that uses a specific acid generator component containing a fluorine atom, a fluorine-containing polymer compound having a structural unit containing a fluorine atom, and a base component in combination. .
  • a resist composition using, as a base component, a photodegradable base that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability is exemplified.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resist composition with improved roughness characteristics and an effect of suppressing the occurrence of defects, a method for forming a resist pattern using the resist composition, and a method for forming a resist pattern using the resist composition.
  • An object of the present invention is to provide a compound useful as a base component for .
  • 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.
  • This is a resist composition characterized by containing a base component (A) having the following properties and a compound (D0) represented by the following general formula (d0).
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • t is an integer of 1 or more.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group.
  • a hydrogen atom may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • 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 to liquid immersion, and a step of exposing the resist film to the resist after the exposure.
  • This is a resist pattern forming method characterized by having a step of developing a film to form a resist pattern.
  • a third aspect of the present invention is a compound represented by the following general formula (d0).
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • t is an integer of 1 or more.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group.
  • a hydrogen atom may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • a resist composition with improved roughness properties and an effect of suppressing the occurrence of defects a resist pattern forming method using the resist composition, and a compound useful as a base component for the resist composition. can be provided.
  • 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.
  • 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 compounds in which the ⁇ -position hydrogen atom of the target compound 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.
  • 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 comprises a base component (A) (hereinafter also referred to as “component (A)”) whose solubility in a developer changes due to the action of an acid, and a compound (D0) represented by the general formula (d0). (hereinafter also referred to as "(D0) component").
  • a resist composition in which an exposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a positive resist pattern is referred to as a positive resist composition, and an unexposed portion of the resist film is dissolved and removed to form a negative resist pattern.
  • a resist composition that does this is called a negative resist composition.
  • the resist composition of this embodiment may be a positive resist composition or a negative resist composition.
  • the resist composition of the present embodiment may be 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.
  • component (A) preferably 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 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) it is preferable to use at least component (A1), and other high molecular compounds and/or low molecular compounds may be used together with component (A1).
  • the base material component containing the component (A1) is poorly soluble in an alkaline developer before exposure, and for example, when an acid is generated due to exposure, the polarity increases due to the action of the acid. This increases the solubility in alkaline developers. Therefore, when forming a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed to light, the exposed areas of the resist film change from being poorly soluble to soluble in an alkaline developer. On the other hand, the unexposed areas of the resist film remain poorly soluble in alkali and do not change, so alkali development can create a contrast between the exposed and unexposed areas of the resist film, creating a positive resist pattern. It is formed.
  • the base material component containing the component (A1) has high solubility in an organic developer before exposure, and for example, when an acid is generated due to exposure, The polarity increases and the solubility in organic developers decreases. Therefore, when forming a resist pattern, when a resist film obtained by coating the resist composition on a support is selectively exposed to light, the exposed areas of the resist film change from being soluble to slightly soluble in an organic developer. While the resist film changes, the unexposed parts of the resist film remain soluble and do not change, so by developing with an organic developer, it is possible to create a contrast between the exposed and unexposed parts of the resist film. A resist pattern is formed.
  • 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.
  • the component (A1) is preferably one having a structural unit (a1) containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid.
  • the component (A1) may have other structural units as necessary.
  • the structural unit (a1) is a structural unit containing an acid-decomposable group whose polarity increases under the action of an acid.
  • 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.
  • Examples of 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.
  • Examples of the acid-dissociable group include those that have been proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resist compositions.
  • examples of acid-dissociable groups proposed as acid-dissociable groups for base resins for chemically amplified resist compositions include "acetal-type acid-dissociable groups” and “tertiary alkyl ester-type acid-dissociable groups” described below. "group” and "tertiary alkyloxycarbonylic acid dissociable group”.
  • 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 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. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, 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.
  • polycyclic aliphatic saturated hydrocarbon groups such as dodecanyl group and 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.
  • Tertiary alkyl ester type acid dissociable group examples include acid-dissociable groups represented by the following general formula (a1-r-2). Note that among the acid-dissociable groups represented by the following formula (a1-r-2), those composed of an alkyl group may be hereinafter referred to as "tertiary alkyl ester type acid-dissociable groups" for convenience. .
  • Ra' 4 to Ra' 6 are each a hydrocarbon group, and Ra' 5 and Ra' 6 may be bonded to each other to form a ring.
  • Examples of the hydrocarbon group for Ra' 4 include a linear or branched alkyl group, a chain or cyclic alkenyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
  • Straight chain or branched alkyl group, cyclic hydrocarbon group (monocyclic aliphatic hydrocarbon group, polycyclic aliphatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group) in Ra' 4 ) is the same as Ra' 3 above.
  • the chain or cyclic alkenyl group for Ra' 4 is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the hydrocarbon groups for Ra' 5 and Ra' 6 include the same ones as for Ra' 3 above.
  • Ra' 10 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may be partially substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group; shows.
  • Ra' 11 represents a group forming an aliphatic cyclic group together with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded.
  • Ya is a carbon atom.
  • Xa is a group that forms a cyclic hydrocarbon group together with Ya. Some or all of the hydrogen atoms possessed by this cyclic hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra 101 to Ra 103 are each independently a hydrogen atom, a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; be. Some or all of the hydrogen atoms possessed by the chain saturated hydrocarbon group and aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group may be substituted. Two or more of Ra 101 to Ra 103 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • Yaa is a carbon atom.
  • Xaa is a group that forms an aliphatic cyclic group together with Yaa.
  • Ra 104 is an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Some or all of the hydrogen atoms possessed by this chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra' 14 is a hydrocarbon group which may have a substituent. * represents a bond. ]
  • Ra' 10 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may be partially substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group. It is the basis.
  • the linear alkyl group for Ra' 10 has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the branched alkyl group in Ra' 10 include the same ones as in Ra' 3 above.
  • the alkyl group at Ra' 10 may be partially substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group.
  • some of the hydrogen atoms constituting the alkyl group may be substituted with a halogen atom or a heteroatom-containing group.
  • some of the carbon atoms (methylene group, etc.) constituting the alkyl group may be substituted with a heteroatom-containing group.
  • the heteroatom here include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • Ra' 11 (the aliphatic cyclic group formed together with the carbon atom to which Ra' 10 is bonded) is the monocyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1).
  • the groups listed as aliphatic hydrocarbon groups (alicyclic hydrocarbon groups) which are polycyclic groups are preferable.
  • a monocyclic alicyclic hydrocarbon group is preferred, specifically a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are more preferred, and a cyclopentyl group is even more preferred.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa together with Ya is a cyclic monovalent hydrocarbon group (aliphatic Examples include groups obtained by further removing one or more hydrogen atoms from a hydrocarbon group.
  • the cyclic hydrocarbon group formed by Xa and Ya may have a substituent. Examples of this substituent include those similar to the substituents that the cyclic hydrocarbon group in Ra' 3 above may have.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra 101 to Ra 103 includes, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, Examples include pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, and decyl group.
  • Examples of the monovalent aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms in Ra 101 to Ra 103 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[5.2.1.0 2,6 ]decanyl group, tricyclo[3.3 .1.1 3,7 ]decanyl group, tetracyclo[6.2.1.1 3,6 .
  • Ra 101 to Ra 103 are preferably a hydrogen atom or a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and among these, a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group is preferable. More preferred is a hydrogen atom, particularly preferred.
  • Examples of the substituent of the chain saturated hydrocarbon group or aliphatic cyclic saturated hydrocarbon group represented by Ra 101 to Ra 103 include the same groups as Ra x5 described above.
  • Groups containing a carbon-carbon double bond formed by two or more of Ra 101 to Ra 103 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.
  • the aliphatic cyclic group formed by Xaa together with Yaa is a carbonized aliphatic group that is a monocyclic group or polycyclic group of Ra' 3 in formula (a1-r-1).
  • the groups listed as hydrogen groups are preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group for Ra 104 includes a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 5 to 30 carbon atoms.
  • Ra 104 is preferably a group 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 benzene or naphthalene is particularly preferable
  • a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene is more preferable.
  • a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene is more preferable.
  • Ra 104 in formula (a1-r2-3) may have include methyl group, ethyl group, propyl group, hydroxy group, carboxy group, halogen atom, alkoxy group (methoxy group, (ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), alkyloxycarbonyl group, etc.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are each independently a monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in Ra' 12 and Ra' 13 the monovalent chain saturated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the above Ra 101 to Ra 103 can be used. Examples include those similar to hydrocarbon groups. Some or all of the hydrogen atoms possessed by this chain saturated hydrocarbon group may be substituted.
  • Ra' 12 and Ra' 13 are preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, further preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
  • examples of the substituent include the same groups as Ra x5 described above.
  • Ra' 14 is a hydrocarbon group that may have a substituent.
  • the hydrocarbon group for Ra' 14 includes a linear or branched alkyl group, or a cyclic hydrocarbon group.
  • the linear alkyl group in Ra' 14 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 in Ra' 14 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. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane.
  • Ra' 14 examples include those similar to the aromatic hydrocarbon group in Ra 104 .
  • Ra' 14 is preferably a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 15 carbon atoms, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene.
  • a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from benzene, naphthalene or anthracene even more preferable is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene or anthracene, and a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from naphthalene. is most preferred.
  • substituents that Ra' 14 may have include the same substituents as those that Ra 104 may have.
  • Ra' 14 in formula (a1-r2-4) is a naphthyl group
  • the position bonded to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1st or 2nd position of the naphthyl group. It may be either.
  • the position bonded to the tertiary carbon atom in formula (a1-r2-4) is the 1st, 2nd or 2nd position of the anthryl group. It can be any of the 9th place.
  • 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.
  • the structural unit (a1) is a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent, a structural unit derived from acrylamide, hydroxystyrene or hydroxyl.
  • a structural unit in which at least a portion of the hydrogen atoms in the hydroxyl group of a structural unit derived from a styrene derivative is protected by a substituent containing the acid-decomposable group, a structural unit derived from vinylbenzoic acid or a vinylbenzoic acid derivative, - Examples include structural units in which at least a portion of the hydrogen atoms in C( O)-OH are protected by a substituent containing the acid-decomposable group.
  • structural units (a1) are preferably structural units derived from acrylic esters in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent.
  • Preferred specific examples of the structural unit (a1) include structural units represented by the following general formula (a1-1) or (a1-2).
  • R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Va 1 is a divalent hydrocarbon group which may have an ether bond.
  • n a1 is an integer from 0 to 2.
  • Ra 1 is an acid-dissociable group represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-2).
  • Wa 1 is n a2 + monovalent hydrocarbon group
  • n a2 is an integer of 1 to 3
  • Ra 2 is represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3). It is an acid dissociable group.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, 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 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and most preferably a hydrogen atom or a methyl group from the viewpoint of industrial availability.
  • the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated. More specifically, the aliphatic hydrocarbon group includes a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure, and the like.
  • the linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, even more preferably 1 to 4 carbon atoms, and has 1 to 4 carbon atoms. 3 is 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 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
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure include an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon ring), and an alicyclic hydrocarbon group in which the alicyclic hydrocarbon group 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. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include those similar to the linear aliphatic hydrocarbon group or the branched aliphatic hydrocarbon group.
  • the alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be polycyclic or monocyclic.
  • 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.
  • Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane.
  • the aromatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group in Va 1 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 most preferably 6 to 12 carbon atoms. preferable.
  • the number of carbon atoms does not include the number of carbon atoms in the substituents.
  • examples of the aromatic ring possessed by the aromatic hydrocarbon group include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, biphenyl, fluorene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; Examples include aromatic heterocycles substituted with atoms.
  • the heteroatom in the aromatic heterocycle examples include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • the aromatic hydrocarbon group includes a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring (arylene group); a group obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring (aryl group); ) in which one of the hydrogen atoms is substituted with an alkylene group (for example, arylalkyl such as benzyl group, phenethyl group, 1-naphthylmethyl group, 2-naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2-naphthylethyl group) (a group obtained by removing one hydrogen atom from an aryl group in the group), and the like.
  • 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.
  • Ra 1 is an acid-dissociable group represented by the formula (a1-r-1) or (a1-r-2).
  • the n a2 +1-valent hydrocarbon group in Wa 1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group means a hydrocarbon group without aromaticity, and may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
  • the aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in its structure, or a linear or branched aliphatic hydrocarbon group. Examples include groups in which a ring-containing aliphatic hydrocarbon group is combined in the structure.
  • the n a2 +1 valence is preferably 2 to 4, more preferably 2 or 3.
  • Ra 2 is an acid dissociable group represented by the above general formula (a1-r-1) or (a1-r-3).
  • R ⁇ represents a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
  • the number of structural units (a1) contained in the component (A1) may be one or more.
  • a structural unit represented by the above formula (a1-1) is more preferable because the properties (sensitivity, shape, etc.) in lithography can be more easily improved.
  • the structural unit (a1) one containing a structural unit represented by the following general formula (a1-1-1) is particularly preferable.
  • Ra 1 '' is an acid-dissociable group represented by the general formula (a1-r2-1), (a1-r2-3) or (a1-r2-4).]
  • R, Va 1 and n a1 are the same as R, Va 1 and n a1 in the formula (a1-1).
  • the acid dissociable group represented by the general formula (a1-r2-1), (a1-r2-3) or (a1-r2-4) is as described above. Among these, it is preferable to select a group in which the acid-dissociable group is a cyclic group because it is suitable for improving reactivity.
  • Ra 1 '' is preferably an acid-dissociable group represented by the general formula (a1-r2-1) among the above.
  • the proportion of the structural unit (a1) in the component (A1) is preferably 5 to 80 mol%, and 10 to 75 mol%, based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). is more preferable, 30 to 70 mol% is even more preferable, and 40 to 70 mol% is particularly preferable.
  • lithography properties such as sensitivity, resolution, and roughness improvement are improved.
  • it is below the upper limit of the above-mentioned preferable range a balance with other structural units can be maintained, and various lithography properties will be improved.
  • the component (A1) may have other structural units as necessary.
  • Other structural units include, for example, a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a -SO 2 --containing cyclic group, or a carbonate-containing cyclic group; a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group; ); Structural unit (a4) containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group; Structural unit (st) derived from styrene or a styrene derivative; Structural unit derived from hydroxystyrene or a hydroxystyrene derivative; Examples include structural units that generate
  • the component (A1) further contains a structural unit (a2) containing a lactone-containing cyclic group, a -SO 2 --containing cyclic group, or a carbonate-containing cyclic group (provided that the structural unit ( (excluding those falling under a1)).
  • the lactone-containing cyclic group, -SO 2 --containing cyclic group, or carbonate-containing cyclic group of the structural unit (a2) is important for the adhesion of the resist film to the substrate when the component (A1) is used to form the resist film. It is effective in increasing sexuality.
  • 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, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO 2 --containing cyclic group;
  • A" is an oxygen atom (-O-) or a sulfur atom (- is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an oxygen atom or a sulfur atom which may contain S-), n' is an integer of 0 to 2, and m' is 0 or 1.
  • * represents a bond.
  • 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, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or an -SO 2 -containing cyclic group. It is.
  • 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, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, 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 carbonate-containing cyclic group in R'' is the same as the carbonate-containing cyclic group described below, and specifically, groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. can be mentioned.
  • the -SO 2 --containing cyclic group in R'' is the same as the -SO 2 --containing cyclic group described below, and specifically, general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4) Examples include groups represented by the following.
  • 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 a hydrogen atom or a cyano group, each independently.
  • 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. Examples include 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.
  • -SO 2 --containing cyclic group refers to a cyclic group containing a ring containing -SO 2 - in its ring skeleton, and specifically, the sulfur atom (S) in -SO 2 - A cyclic group that forms part of the ring skeleton of a cyclic group.
  • a ring containing -SO 2 - in its ring skeleton is counted as the first ring, and if this ring only exists, it is a monocyclic group, and if it has other ring structures, it is a polycyclic group regardless of the structure. It is called.
  • the -SO 2 --containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
  • -SO 2 --containing cyclic group is particularly a cyclic group containing -O-SO 2 - in its ring skeleton, that is, -O-S- in -O-SO 2 - forms part of the ring skeleton.
  • it is a cyclic group containing a sultone ring.
  • More specific examples of the -SO 2 --containing cyclic group include groups represented by the following general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively.
  • R is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO 2 --containing cyclic group;
  • A" is a carbon that may contain an oxygen atom or a sulfur atom It is an alkylene group having 1 to 5 atoms, an oxygen atom or a sulfur atom, and n' is an integer of 0 to 2. * represents a bond.
  • A'' is the general formula (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as "A” in the middle.
  • the carbonate ring is counted as the first ring, and when it has only a carbonate 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 carbonate-containing cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group. Any carbonate-containing cyclic group can be used without particular limitation. Specifically, groups represented by the following general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3) can be mentioned.
  • Ra'R is a hydrogen atom, an alkyl group, a lactone-containing cyclic group, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO2 -containing cyclic group;
  • A" contains an oxygen atom or a sulfur atom;
  • p' is an integer of 0 to 3, and
  • q' is 0 or 1. * represents a bond.
  • A'' is the general formula (a2-r-2), (a2-r-3), (a2-r-5) It is the same as "A” in the middle.
  • 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, a carbonate-containing cyclic group, or a -SO 2 --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.
  • ⁇ Divalent hydrocarbon group that may have a substituent When Ya 21 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, the hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • 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 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 above-mentioned cyclic aliphatic hydrocarbon group is bonded to the terminal of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, a group in which the above-mentioned cyclic aliphatic Examples include a group in which a group hydrocarbon group is interposed in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group.
  • the linear or branched aliphatic hydrocarbon group examples 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, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, 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 more 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 more preferred.
  • the halogen atom serving as the substituent is preferably a fluorine atom. Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • 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; (For example, biphenyl, fluorene, etc.) with two hydrogen atoms removed; One hydrogen atom of the group (aryl group or heteroaryl group) with one hydrogen atom removed 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 alkylene group bonded to the aryl group or heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom. .
  • the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • a hydrogen atom bonded to an aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent.
  • the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a halogenated alkyl group, and a hydroxyl group.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more 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.
  • H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl group.
  • the substituent alkyl group, acyl group, etc. preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
  • 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, more preferably a methylene group, an ethylene group, or an 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 is an integer of 10, preferably an integer of 1 to 8, more preferably an integer of 1 to 5, even more preferably 1 or 2, and most preferably 1.
  • b' is an integer of 1 to 10, and An integer of 1 to 5 is preferred, an integer of 1 to 5 is more preferred, 1 or 2 is even more preferred, and 1 is most preferred.
  • Ra 21 is a lactone-containing cyclic group, a -SO 2 --containing cyclic group, or a carbonate-containing cyclic group.
  • the lactone-containing cyclic group, -SO 2 --containing cyclic group, and carbonate-containing cyclic group in Ra 21 are each represented by the aforementioned general formulas (a2-r-1) to (a2-r-7), respectively.
  • groups represented by general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), groups represented by general formulas (ax3-r-1) to (ax3-r-3), respectively. are preferably mentioned.
  • lactone-containing cyclic groups or -SO 2 --containing cyclic groups are preferred, and those of the general formula (a2-r-1), (a2-r-2), (a2-r-6) or (a5-r The groups represented by -1) are more preferred, and the groups represented by the general formula (a2-r-2) or (a5-r-1) are even more preferred.
  • the chemical formulas (r-lc-1-1) to (r-lc-1-7), (r-lc-2-1) to (r-lc-2-18), (r- lc-6-1), (r-sl-1-1), and (r-sl-1-18), respectively, are preferred, and the chemical formula (r-lc-2-1) - (r-lc-2-18), (r-sl-1-1), respectively, any of the groups is more preferable, and the chemical formulas (r-lc-2-1), (r-lc -2-12) and (r-sl-1-1), respectively, are more preferred.
  • the number of structural units (a2) contained in the component (A1) may be one or more.
  • the proportion of the structural unit (a2) is 5 to 60 mol% with respect to the total (100 mol%) of all structural units constituting the component (A1). It is preferably 10 to 60 mol%, even more preferably 20 to 60 mol%, and particularly preferably 30 to 60 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 component (A1) is a structural unit (a3) containing a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group (provided that the structural unit (a1) or the structural unit (a2) ) may also be used.
  • component (A1) has the structural unit (a3), the hydrophilicity of component (A) increases, contributing to improvement in resolution. Moreover, the acid diffusion length can be adjusted appropriately.
  • Examples of the polar group include a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, and a hydroxyalkyl group in which some of the hydrogen atoms of an alkyl group are substituted with fluorine atoms, with the hydroxyl group being particularly preferred.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include linear or branched hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably alkylene groups) and cyclic aliphatic hydrocarbon groups (cyclic groups).
  • the cyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group, and can be appropriately selected from among a large number of groups proposed for use in, for example, resins for resist compositions for ArF excimer lasers.
  • the number of carbon atoms is more preferably 3 to 10.
  • a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an aliphatic monocyclic group containing a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. is more preferable.
  • the monocyclic group include a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane.
  • examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from a monocycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane.
  • a monocycloalkane such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane.
  • a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclopentane and a group obtained by removing two or more hydrogen atoms from cyclohexane are industrially preferred.
  • the polycyclic group When the cyclic group is a polycyclic group, it is more preferable that the polycyclic group has 7 to 30 carbon atoms. Among them, a structural unit derived from an acrylic acid ester containing an aliphatic polycyclic group containing a hydroxyl group, a cyano group, a carboxy group, or a hydroxyalkyl group in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. is more preferable.
  • the polycyclic group include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from bicycloalkanes, tricycloalkanes, tetracycloalkanes, and the like.
  • Specific examples include groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane.
  • polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane.
  • polycycloalkanes such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane.
  • these polycyclic groups there are groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from adamantane, groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from norbornane, and groups obtained by removing two or more hydrogen atoms from tetracyclodo
  • the structural unit (a3) any unit can be used without particular limitation as long as it contains a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group.
  • the structural unit (a3) is a structural unit derived from an acrylic ester in which the hydrogen atom bonded to the ⁇ -position carbon atom may be substituted with a substituent, and includes a polar group-containing aliphatic hydrocarbon group. Constituent units are preferred.
  • the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a linear or branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
  • the structural unit (a3) may be from hydroxyethyl ester of acrylic acid. Derived building blocks are preferred.
  • the structural unit (a3) when the hydrocarbon group in the polar group-containing aliphatic hydrocarbon group is a polycyclic group, the structural unit represented by the following formula (a3-1), the formula (a3 The structural unit represented by -2) and the structural unit represented by formula (a3-3) are listed as preferred; in the case of a monocyclic group, the structural unit represented by formula (a3-4) is These are listed as preferred.
  • R is the same as above, j is an integer of 1 to 3, k is an integer of 1 to 3, t' is an integer of 1 to 3, and l is an integer of 0 to 5. and s is an integer from 1 to 3.
  • j is preferably 1 or 2, more preferably 1.
  • j is 2, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3rd and 5th positions of the adamantyl group.
  • j is 1, it is preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group. It is preferable that j is 1, and it is particularly preferable that the hydroxyl group is bonded to the 3-position of the adamantyl group.
  • k is preferably 1.
  • the cyano group is preferably bonded to the 5th or 6th position of the norbornyl group.
  • t' is preferably 1. It is preferable that l is 1. Preferably, s is 1. In these, it is preferable that a 2-norbornyl group or a 3-norbornyl group is bonded to the terminal of the carboxy group of acrylic acid.
  • the fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 5 or 6 position of the norbornyl group.
  • t' is preferably 1 or 2. It is preferable that l is 0 or 1. Preferably, s is 1.
  • the fluorinated alkyl alcohol is preferably bonded to the 3 or 5 position of the cyclohexyl group.
  • the structural unit (a3) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (a3) is 1 to 30 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). It is preferably 2 to 25 mol%, more preferably 5 to 20 mol%.
  • the component (A1) may further include a structural unit (a4) containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group.
  • a structural unit (a4) containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group.
  • the dry etching resistance of the resist pattern to be formed is improved.
  • the hydrophobicity of component (A) increases. Improvement in hydrophobicity contributes to improvement in resolution, resist pattern shape, etc., especially in the case of a solvent development process.
  • the "acid non-dissociable cyclic group" in the structural unit (a4) is used to generate acid when an acid is generated in the resist composition upon exposure (for example, when an acid is generated from a structural unit that generates an acid upon exposure or from component (B)). It is a cyclic group that remains in the structural unit without dissociating even when the acid acts on it.
  • the structural unit (a4) is preferably a structural unit derived from an acrylic ester containing an acid-nondissociable aliphatic cyclic group.
  • the cyclic group a large number of those conventionally known as those used in resin components of resist compositions for ArF excimer lasers, KrF excimer lasers (preferably ArF excimer lasers), etc. can be used.
  • the cyclic group is preferably at least one selected from tricyclodecyl group, adamantyl group, tetracyclododecyl group, isobornyl group, and norbornyl group from the viewpoint of industrial availability.
  • These polycyclic groups may have a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms as a substituent.
  • Specific examples of the structural unit (a4) include structural units represented by the following general formulas (a4-1) to (a4-7).
  • the structural unit (a4) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (a4) is 1 to 40 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). It is preferably 5 to 20 mol%, more preferably 5 to 20 mol%.
  • the structural unit (st) is a structural unit derived from styrene or a styrene derivative.
  • Structural unit derived from styrene means a structural unit formed by cleavage of the ethylenic double bond of styrene.
  • a structural unit derived from a styrene derivative means a structural unit formed by cleavage of an ethylenic double bond of a styrene derivative.
  • Styrene derivative means a compound in which at least some of the hydrogen atoms of styrene are substituted with a substituent.
  • examples of styrene derivatives include those in which the hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene is substituted with a substituent, those in which one or more hydrogen atoms on the benzene ring of styrene are substituted with a substituent, and the hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene. and those in which one or more hydrogen atoms of the benzene ring are substituted with a substituent.
  • Examples of the substituent for substituting the hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, Examples include n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, and the like.
  • the halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is a group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with halogen atoms.
  • a fluorine atom is particularly preferred.
  • the substituent for substituting the hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a carbon
  • a fluorinated alkyl group having 1 to 3 atoms is more preferred, and a methyl group is even more preferred because of its industrial availability.
  • Examples of the substituent that replaces the hydrogen atom of the benzene ring of styrene include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenated alkyl group.
  • the alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more 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 more preferred.
  • the halogen atom serving as the substituent is preferably a fluorine atom. Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • the substituent that replaces the hydrogen atom of the benzene ring of styrene is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and even more preferably a methyl group.
  • the structural unit (st) is a structural unit derived from styrene, or a hydrogen atom at the ⁇ -position of styrene is substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • a structural unit derived from a styrene derivative is preferable, a structural unit derived from styrene, or a structural unit derived from a styrene derivative in which the hydrogen atom at the ⁇ position of styrene is substituted with a methyl group is more preferable, and a structural unit derived from a styrene derivative is more preferable. More preferred are structural units.
  • the structural unit (st) contained in the component (A1) may be one type or two or more types.
  • the proportion of the structural unit (st) is 1 to 30 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the component (A1). It is preferably 3 to 20 mol%, more preferably 3 to 20 mol%.
  • component (A1) contained in the resist composition may be used alone or in combination of two or more.
  • component (A1) includes a polymer compound having a repeating structure of the structural unit (a1), preferably a repeating structure of the structural unit (a1) and the structural unit (a2).
  • Examples include polymer compounds that have As the component (A1), among the above, a polymer compound consisting of a repeating structure of a structural unit (a1) and a structural unit (a2); a structural unit (a1), a structural unit (a2), and a structural unit (a3);
  • Preferred examples include polymer compounds having a repeating structure.
  • the proportion of the structural unit (a1) is based on the total (100 mol%) of all structural units constituting the polymer compound.
  • the amount is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80 mol%, even more preferably 30 to 70 mol%, and particularly preferably 40 to 70 mol%.
  • the proportion of the structural unit (a2) in the polymer compound is preferably 10 to 90 mol%, with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the polymer compound. It is more preferably 80 to 80 mol%, even more preferably 30 to 70 mol%, particularly preferably 30 to 60 mol%.
  • the proportion of the structural unit (a1) is the sum of all structural units constituting the polymer compound ( 100 mol%), preferably 20 to 80 mol%, more preferably 30 to 70 mol%, even more preferably 40 to 60 mol%, particularly preferably 45 to 55 mol%.
  • the proportion of the structural unit (a2) in the polymer compound is preferably 10 to 70 mol%, and 20 It is more preferably 60 to 60 mol%, even more preferably 30 to 50 mol%, and particularly preferably 35 to 45 mol%.
  • the proportion of the structural unit (a3) in the polymer compound is preferably 1 to 30 mol% with respect to the total (100 mol%) of all the structural units constituting the polymer compound, and 5 It is more preferably from 5 to 25 mol%, even more preferably from 5 to 20 mol%, and particularly preferably from 5 to 15 mol%.
  • the molar ratio of the structural unit (a1) and the structural unit (a2) in the polymer compound (structural unit (a1): structural unit (a2)) is preferably 2:8 to 8:2, and 3: The ratio is more preferably 7 to 7:3, and even more preferably 4:6 to 6:4.
  • 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) can be obtained by polymerizing a monomer that induces the structural unit (a1) and, if necessary, a monomer that induces a structural unit other than the structural unit (a1) (for example, a structural unit (a2)). It can be produced by dissolving it in a solvent, adding thereto a radical polymerization initiator as described above, and performing polymerization.
  • 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, 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.
  • Component (D0) is a compound represented by the following general formula (d0).
  • the component (D0) is a base component that acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure.
  • the (D0) component is a photodegradable base that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability, and acts as a quencher in the exposed areas of the resist film because it decomposes and loses acid diffusion controllability (basicity). Instead, it acts as a quencher in the unexposed areas of the resist film.
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • t is an integer of 1 or more.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group.
  • a hydrogen atom may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • the aromatic hydrocarbon group in R Ar include a group obtained by removing (t+2) 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.
  • examples of the aromatic hydrocarbon group in R Ar include a group obtained by removing (t+2) hydrogen atoms from an aromatic compound containing an aromatic ring that may have a substituent (e.g., biphenyl, fluorene, etc.) .
  • R Ar is preferably a group obtained by removing (t+2) hydrogen atoms from benzene, naphthalene, anthracene, or biphenyl, and more preferably a group obtained by removing (t+2) hydrogen atoms from benzene or naphthalene. More preferred is a group obtained by removing (t+2) hydrogen atoms from benzene.
  • the aromatic hydrocarbon group in R Ar may or may not have a substituent.
  • substituents include a linear alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenated alkyl group.
  • the linear alkyl group, alkoxy group, halogen atom, and halogenated alkyl group as the substituent include the substituent of the cyclic aliphatic hydrocarbon group (alkyl group, alkoxy group, halogen atom, halogen Examples of the alkyl group include the same groups as those listed above.
  • the linear alkyl group as the substituent is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, or tert-butyl group. Most preferred.
  • 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.
  • halogen atom examples 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 examples include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • the aromatic hydrocarbon group in R Ar preferably has no substituent.
  • t is an integer of 1 or more, and is appropriately determined depending on the aromatic hydrocarbon group in R Ar .
  • t may be an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or R 01 , R 02 and R Two or more of 03 are bonded to each other to form a ring structure. However, if two of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure, the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group. Or a hydrogen atom.
  • the chain hydrocarbon group may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • the chain hydrocarbon group in R 01 , R 02 and R 03 may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, respectively. It is preferably a hydrogen group, and examples thereof include linear or branched alkyl groups. Furthermore, the chain hydrocarbon groups in R 01 , R 02 and R 03 may each be linear or branched, and are preferably linear.
  • saturated aliphatic hydrocarbon group in R 01 , R 02 and R 03 examples include linear or branched alkyl groups, such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, n-pentyl group.
  • Linear alkyl groups such as groups; branched alkyl groups such as isopropyl, isobutyl, tert-butyl, isopentyl, and neopentyl groups.
  • methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, and tert-butyl group are preferred, methyl group and ethyl group are more preferred, and methyl group is even more preferred.
  • Examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon group in R 01 , R 02 and R 03 include linear or branched alkenyl groups, such as vinyl group, propenyl group (allyl group), 2-butenyl group, etc. Linear alkenyl group; branched alkenyl groups such as 1-methylvinyl group, 2-methylvinyl group, 1-methylpropenyl group, and 2-methylpropenyl group can be mentioned.
  • the chain hydrocarbon group in R 01 , R 02 and R 03 may have a substituent.
  • substituent that such a chain hydrocarbon group may have include a halogen atom, a halogenated alkyl group, and the like.
  • the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like.
  • the halogenated alkyl group as the substituent include groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with the halogen atoms.
  • the ring structure formed by bonding two or more of R 01 , R 02 and R 03 to each other may be an aromatic ring or an alicyclic ring. However, when two of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure, the ring structure is an alicyclic ring.
  • the aromatic ring formed by bonding two or more of R 01 , R 02 and R 03 to each other preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, The number of carbon atoms is more preferably 6 to 15, and the number of carbon atoms is particularly preferably 6 to 12.
  • 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 include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom.
  • the alicyclic ring formed by mutual bonding of two or more of R 01 , R 02 and R 03 preferably has 3 to 20 carbon atoms, and preferably has 3 to 12 carbon atoms. is more preferable.
  • the alicyclic ring here may have a monocyclic structure or a polycyclic structure.
  • monocycloalkanes are preferred.
  • the monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples include cyclopentane and cyclohexane.
  • polycycloalkanes are preferred.
  • the polycycloalkane preferably has 7 to 12 carbon atoms, and specific examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane. .
  • the ring structure formed by bonding two or more of R 01 , R 02 and R 03 to each other may have a substituent.
  • substituents that the ring structure may have include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and a halogenated alkyl 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. Among the above-mentioned substituents that the ring structure may have, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group
  • R 03 is a chain hydrocarbon group. Preferred specific examples of groups or hydrogen atoms are shown below.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation, preferably an m-valent onium cation, and among these, a sulfonium cation and an iodonium cation. It is more preferable.
  • 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 that may have a substituent, an alkyl group that may have a substituent, 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 carr-1) to (carr-8), 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 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 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 a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane; steroids; More preferred are polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of a condensed ring system such as a cyclic group having a 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 -, -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 - and other alkyltrimethylene groups; -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 alkenyl group which may have a substituent may be either linear or branched, and preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 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.
  • Examples of the substituent 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 the cyclic group of R' 201 above. 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 (a5-r-1) to (a5-r-4), etc. are preferred.
  • 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, and 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 an SO 2 -containing group which may have a substituent It is a cyclic group.
  • 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 (a5-r-1). group is more preferred.
  • Suitable cations represented by the above formula (ca-1) include cations represented by the following chemical formulas (ca-1-1) to (ca-1-70).
  • 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 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 cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is preferably a cation represented by the general formula (ca-1), and each of the formulas (ca-1-1) to (ca-1-70) More preferred are the cations represented.
  • the component (D0) is preferably a component with a highly hydrophobic anion moiety.
  • the interaction distance (Ra) between the Hansen solubility parameter of a compound in which the anion moiety of the (D0) component is protonated (a compound in which a proton is bonded to the anion moiety of the (D0) component) and the Hansen solubility parameter of water. is preferably 32 or more.
  • the interaction distance (Ra) between the Hansen solubility parameter of the (D0) component and the Hansen solubility parameter of water may be 32.5 or more, 33 or more, or 33 or more and 37 The following may be sufficient. If the interaction distance (Ra) is within the above-mentioned preferable range, the occurrence of defects will be more easily suppressed.
  • the Hansen solubility parameter is described, for example, by Charles M. Hansen, "Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook", CRC Press (2007) and Allan F. M. In “The CRC Handbook and Solubility Parameters and Cohesion Parameters,” (1999) edited by Charles Hans It can be calculated from predetermined parameters based on solubility parameters and aggregation properties as described by En.
  • the Hansen solubility parameter is calculated theoretically as a numerical constant and is a useful tool for predicting the ability of a solvent material to dissolve a particular solute.
  • the Hansen solubility parameter can be a measure of the overall strength and selectivity of a material by combining three experimentally and theoretically derived Hansen solubility parameters (i.e., ⁇ D, ⁇ P, and ⁇ H): can.
  • the unit of Hansen solubility parameter is given as MPa0.5 or (J/cc)0.5.
  • ⁇ D Energy derived from intermolecular dispersion forces
  • ⁇ P Energy derived from intermolecular polar forces
  • ⁇ H Energy derived from intermolecular hydrogen bonding forces
  • Hansen solubility parameters of compounds in which the anion moiety of component (D0) is protonated and water can be determined using "Molecular Modeling Pro” software, version 5.1.9 (ChemSW, Fairfield CA, www.chemsw.com) or Dynacomp So from ftware It can be calculated using Hansen Solability or the like.
  • the cation moiety ((M m+ ) 1/m ) is a cation represented by the above general formula (ca-1); the anion moiety is ( Examples include compounds in which a "ring structure" is bonded to a t+2)-valent aromatic hydrocarbon group.
  • R in the general formula (d0) A compound in which two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure (however, two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure)
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom.
  • the ring structure may have a substituent.
  • the chain hydrocarbon group may have a substituent).
  • the interaction distance (Ra) is preferably 32 or more, more preferably 32 or more and 36 or less, and 32.5 or more and 35.5 or less. is more preferable, and particularly preferably 33 or more and 35.5 or less.
  • Ra represents the interaction distance (Ra) between the Hansen solubility parameter of a compound whose anion moiety is protonated and the Hansen solubility parameter of water.
  • the cation part ((M m+ ) 1/m ) is a cation represented by the above general formula (ca-1); the anion part is the (t+2) valence in R Ar Examples include compounds in which a "chain hydrocarbon group" is bonded to an aromatic hydrocarbon group.
  • the component (D0), "(M m+ ) 1/m " in the general formula (d0) is a cation represented by the general formula (ca-1);
  • R in the general formula (d0) A compound in which 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom (provided that the chain hydrocarbon group has a substituent ) are preferred.
  • the interaction distance (Ra) is preferably 32 or more, more preferably 32 or more and 37.5 or less, and 32.5 or more and 37 The following is more preferable, and 33 or more and 37 or less is particularly preferable.
  • Ra represents the interaction distance (Ra) between the Hansen solubility parameter of a compound whose anion moiety is protonated and the Hansen solubility parameter of water.
  • the component (D0) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (D0) is preferably 0.5 to 20 parts by mass, and 0.5 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A). The amount is more preferably 1 to 10 parts by mass.
  • the content of the component (D0) is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, good lithography properties such as resolution, roughness properties, and suppression of defect generation, and resist pattern shape are particularly likely to be obtained.
  • it is below the upper limit of the above-mentioned preferable range sensitivity can be maintained well and throughput is also excellent.
  • the resist composition of the present embodiment may further contain other components.
  • other components include the following components (B), (D), (E), (F), and (S).
  • the resist composition of this embodiment preferably contains, in addition to the component (A) and the component (D0), an acid generator component (B) that generates an 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)”).
  • R 101 and R 104 to R 108 are each independently 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 that may be optional.
  • 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 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 a polycyclic skeleton of a bridged ring system such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane; steroids; More preferred are polycycloalkanes having a polycyclic skeleton of a condensed ring system such as a cyclic group having a skeleton.
  • cyclic aliphatic hydrocarbon group for R 101 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 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 include a heteroatom such as a heterocycle.
  • * represents a bond bonded to Y 101 in formula (b-1).
  • 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, and tricyclo [5.2 .1.0 2,6 ]
  • 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 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 carbon atoms, 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.
  • 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) Lactone-containing cyclic groups represented by formulas (a5-r-1) to (a5-r- 4 ) are preferred, and polycycloalkane-containing cyclic groups are preferred.
  • a group from which one or more hydrogen atoms have been removed from or a -SO 2 --containing cyclic group represented by the above general formulas (a5-r-1) to (a5-r-4), respectively, are more preferable, and an adamantyl group or A -SO 2 --containing cyclic group represented by the general formula (a5-r-1) is more preferred.
  • the substituent is preferably a hydroxyl group.
  • Y 101 is a 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 combinations of the non-hydrocarbon oxygen atom-containing connecting group and alkylene groups, 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.
  • 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 linear fluorinated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 102 is a fluorine atom or a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 102 is preferably a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a fluorine atom.
  • anion moiety represented by the above 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 the 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 as the anion moiety of component (B).
  • the anion in component (b-1) is preferable as the anion moiety of component (B).
  • anions represented by any of the above general formulas (an-1) to (an-3) are more preferable, and anions represented by any of the general formulas (an-1) or (an-2) are more preferable.
  • Anions are more preferred.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent onium cation
  • a sulfonium cation or an iodonium cation is Preferred examples include organic cations represented by the above general formulas (ca-1) to (ca-3).
  • Specific examples of the preferable cation represented by the above formula (ca-1) include cations represented by the above formulas (ca-1-1) to (ca-1-70), respectively.
  • Specific examples of suitable cations represented by the above formula (ca-2) include diphenyliodonium cations, bis(4-tert-butylphenyl)iodonium cations, and the like.
  • Specific examples of suitable cations represented by the above formula (ca-3) include cations represented by the above formulas (ca-3-1) to (ca-3-6), respectively.
  • the cation moiety [(M m+ ) 1/m ] is preferably a cation represented by the general formula (ca-1).
  • the component (B) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (B) is preferably less than 40 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, and 3 to 25 parts by mass based on 100 parts by mass of component (A). is even more preferable.
  • the resist composition of this embodiment further contains a base component ((D) component) that traps the acid generated by exposure (that is, controls the diffusion of the acid). May be contained.
  • Component (D) acts as a quencher (acid diffusion control agent) that traps acid generated by exposure in the resist composition.
  • component (D) for example, a photodegradable base (D1) that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability (hereinafter referred to as “component (D1)”, excluding those that fall under component (D0)) , a nitrogen-containing organic compound (D2) (hereinafter referred to as “component (D2)”) that does not correspond to component (D0) or component (D1), respectively.
  • component (D1) a photodegradable base (D1) that decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability
  • component (D2) a nitrogen-containing organic compound
  • 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 a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a polycycloalkane such as adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, and tetracyclododecane. It is more preferable that there be.
  • 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.
  • the same cations as the cations represented by the above general formulas (ca-1) to (ca-3) are preferably mentioned, and the cations shown by the above general formula (ca-1) are preferably mentioned.
  • Cations are more preferred, and cations represented by the formulas (ca-1-1) to (ca-1-70) are even more 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 which may have a substituent or an aliphatic cyclic group which may have a substituent.
  • the chain alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • Examples of aliphatic cyclic groups include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, tetracyclododecane, etc. (with substituents). ); More preferably, it is a group obtained by removing one or more hydrogen atoms from camphor or the like.
  • 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 have the same substituents.
  • 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 the same groups as R' 201 above can be mentioned, and it is preferably a cyclic group containing a fluorine atom, a chain alkyl group, or a chain alkenyl group. Among these, fluorinated alkyl groups are preferred, and the same fluorinated alkyl groups as Rd 1 above are 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 , such as cyclopentane, cyclohexane, adamantane, norbornane, isobornane, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decane, An alicyclic group obtained by removing one or more hydrogen atoms from a cycloalkane such as tetracyclododecane, 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.
  • Rd 4 is an aromatic group
  • the resist composition has excellent light absorption efficiency in lithography, and has good sensitivity and lithography characteristics.
  • 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. and the like. 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 20 parts by mass, and 1 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (A). It is more preferably 15 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.
  • (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 components (D0) and (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) may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of component (D2) in the resist composition is usually in the range of 0.01 to 5 parts by mass based on 100 parts by mass of component (A). used. By setting it as the said range, a resist pattern shape, aging stability, etc. will improve.
  • 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.
  • Examples of the phosphorus oxoacid include phosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid, and among these, phosphonic acid is particularly preferred.
  • Examples of derivatives of phosphorus oxo acids include esters in which the hydrogen atoms of the above oxo acids are replaced with hydrocarbon groups, and the hydrocarbon groups include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, carbon atoms, Examples include 6 to 15 aryl groups.
  • Examples of phosphoric acid derivatives include phosphoric acid esters such as di-n-butyl phosphoric acid ester and diphenyl phosphoric acid ester.
  • Examples of phosphonic acid derivatives include phosphonic acid esters such as phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, and phosphonic acid dibenzyl ester.
  • Examples of derivatives of phosphinic acid include phosphinic esters and phenylphosphinic acid.
  • 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 (A). is more preferable. By setting it as the said range, sensitivity, lithography characteristics, etc. will improve.
  • the resist composition of this embodiment may contain a fluorine additive component (hereinafter referred to as "component (F)") as a hydrophobic resin.
  • Component (F) is used to impart water repellency to the resist film, and can improve lithography properties by being used as a resin separate from component (A).
  • 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 a methyl group or an 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 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 (A). 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.
  • the resist composition of the present embodiment may further include miscible additives, such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents to improve the performance of the resist film, if desired. , dyes, etc. may be added and contained as appropriate.
  • miscible additives such as additional resins, dissolution inhibitors, plasticizers, stabilizers, colorants, antihalation agents to improve the performance of the resist film, if desired. , dyes, etc. may be added and contained as appropriate.
  • 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 compound (D0) represented by the general formula (d0) as a base component. Since this (D0) component is a photodegradable base that generates an acid with a high pKa, the effect of acid diffusion control can be enhanced.
  • the anion part has a specific structure, that is, a structure in which a functional group with three or more carbon atoms (ring structure, branched hydrocarbon group) is bonded to an aromatic hydrocarbon group, so it is hydrophobic. is enhanced. Therefore, it is considered that a resist composition containing such a component (D0) can improve both the roughness characteristics and the effect of suppressing the occurrence of defects.
  • 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 a step of forming the resist film on a support by liquid immersion.
  • This method includes a step of exposing to light, and 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 pre-bake (post-apply bake (PAB)) treatment is preferably performed, for example, at a temperature of 80 to 150° C. for 40 to 120 seconds. is applied for 60 to 90 seconds to form a resist film.
  • a pre-bake (post-apply bake (PAB)) treatment is preferably performed, for example, at a temperature of 80 to 150° C. for 40 to 120 seconds. is applied for 60 to 90 seconds to form a resist film.
  • the resist film is subjected to immersion exposure.
  • the resist film is selectively exposed to light through a mask (mask pattern) in which a predetermined pattern is formed using an exposure device such as an ArF exposure device, and then baked (post-exposure bake (PEB)).
  • PEB post-exposure bake
  • the treatment is performed, for example, at a temperature of 80 to 150°C for 40 to 120 seconds, preferably 60 to 90 seconds.
  • 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, and even more useful as ArF excimer laser.
  • the resist pattern forming method of this embodiment is particularly useful when the resist film exposure method is 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.
  • 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.
  • An alcoholic solvent is an organic solvent containing an alcoholic hydroxyl group in its structure.
  • Alcoholic hydroxyl group means a hydroxyl group bonded to a carbon atom of an aliphatic hydrocarbon group.
  • a nitrile solvent is an organic solvent containing a nitrile group in its structure.
  • An amide solvent is an organic solvent containing an amide group in its structure.
  • Ether solvents are organic solvents containing C—O—C in their structure.
  • organic solvents there are organic solvents that contain multiple types of functional groups that characterize each of the above solvents in their structure, but in that case, any solvent type that contains the functional groups that the organic solvent has shall be taken as a thing.
  • diethylene glycol monomethyl ether falls under both alcohol solvents and ether solvents in the above classification.
  • the hydrocarbon solvent is a hydrocarbon solvent that is made of a hydrocarbon that may be halogenated and has no substituent other than a halogen atom.
  • halogen atom a fluorine atom is preferred.
  • polar solvents are preferred among the above, and ketone solvents, ester solvents, nitrile solvents, and the like are preferred.
  • ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, acetone, 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, and methyl ethyl ketone.
  • methyl amyl ketone (2-heptanone) is preferred as the ketone solvent.
  • ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, ethyl methoxy acetate, ethyl ethoxy acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, and ethylene glycol.
  • 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 pattern forming method of the present embodiment described above since the above-mentioned resist composition is used, the occurrence of defects is further suppressed, and in addition, a resist pattern having a good shape with further reduced roughness is formed. can be formed.
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • t is an integer of 1 or more.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group.
  • a hydrogen atom may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • the compound according to the third aspect is the same compound as the component (D0) in the description of the resist composition according to the first aspect mentioned above.
  • R Ar , t, R 01 , R 02 , R 03 , m and M m+ in the formula (d0) are the same as above.
  • the interaction distance (Ra) is preferably 32 or more, more preferably 32 or more and 36 or less, and 32.5 or more. It is more preferably 35.5 or less, and particularly preferably 33 or more and 35.5 or less. Note that the interaction distance (Ra) indicates the interaction distance between the Hansen solubility parameter of a compound whose anion moiety is protonated and the Hansen solubility parameter of water.
  • Examples of the compound represented by the general formula (d0) having such a ring structure include the above-exemplified compound (D0-1), compound (D0-2), compound (D0-3), and compound (D0- 4), compound (D0-5), compound (D0-6), compound (D0-7), compound (D0-8), compound (D0-13), compound (D0-14), compound (D0-15) ), compound (D0-16), compound (D0-17), compound (D0-18), etc.
  • the interaction distance (Ra) is preferably 32 or more, more preferably 32 or more and 37.5 or less. It is preferably 32.5 or more and 37 or less, more preferably 33 or more and 37 or less.
  • Examples of the compound represented by the general formula (d0) having such a chain hydrocarbon group include the above-exemplified compound (D0-9), compound (D0-10), compound (D0-11), Examples include compound (D0-12).
  • the component (D0) is produced, for example, as follows. That is, in the presence of an appropriate base, a compound (d0-0) represented by the following general formula (d0-0) and a salt exchange compound (Xh - (M m+ ) 1/m represented by the following chemical formula) )
  • a compound represented by the following general formula (d0) can be produced by subjecting them to a salt exchange reaction.
  • R Ar is a (t+2)-valent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
  • t is an integer of 1 or more.
  • R 01 and R 02 are each independently a chain hydrocarbon group, and R 03 is a chain hydrocarbon group or a hydrogen atom, or two or more of R 01 , R 02 and R 03 are bonded to each other to form a ring structure.
  • the ring structure is an alicyclic ring, and the remaining one is a chain hydrocarbon group.
  • the chain hydrocarbon group may have a substituent.
  • the ring structure may have a substituent.
  • Xh ⁇ represents a halogen ion or an alkylsulfonate ion.
  • m is an integer of 1 or more
  • M m+ is an m-valent organic cation.
  • examples of the halogen atom constituting the halogen ion of Xh - include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, and iodine atom, and among these, fluorine atom is preferred.
  • the alkyl group in the alkyl sulfonate ion may be linear, branched, or cyclic.
  • the linear or branched alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 4 carbon atoms. Particularly preferred are methyl or ethyl groups.
  • the cyclic alkyl group preferably has 4 to 15 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • the base examples include organic bases such as triethylamine, 4-dimethylaminopyridine (DMAP), and pyridine; inorganic bases such as sodium hydride, K 2 CO 3 , and Cs 2 CO 3 .
  • Salt exchange between the compound (d0-0) and the organic cation (M m+ ) can be carried out in the same manner as a conventionally known salt substitution method. For example, it can be carried out by reacting the compound (d0-0) and the salt exchange compound (Xh - (M m+ ) 1/m ) by stirring or the like in a solvent such as water, dichloromethane, acetonitrile, or chloroform.
  • a solvent such as water, dichloromethane, acetonitrile, or chloroform.
  • the reaction temperature is preferably about 0 to 100°C, more preferably about 0 to 50°C.
  • the reaction time varies depending on the reactivity of the compound (d0-0) and the salt exchange compound, the reaction temperature, etc., but is usually preferably 10 minutes or more and 24 hours or less, and more preferably 10 minutes or more and 12 hours or less.
  • the compound in the reaction solution may be isolated and purified. Conventionally known methods can be used for isolation and purification, such as concentration, solvent extraction, distillation, crystallization, recrystallization, chromatography, etc., in appropriate combinations.
  • the structure of the compound obtained as described above can be determined by 1 H-nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, 13 C-NMR spectroscopy, 19 F-NMR spectroscopy, infrared absorption (IR) spectroscopy, mass spectrometry (MS). ) method, elemental analysis method, X-ray crystal diffraction method, and other general organic analysis methods.
  • the acid diffusion control agent according to the fourth aspect of the present invention contains the compound according to the third aspect described above.
  • Such an acid diffusion control agent is useful as a quencher for a chemically amplified resist composition, for example, a quencher for the resist composition according to the first embodiment described above.
  • (A)-1 A polymer compound represented by the following chemical formula (A-1).
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement is 7000, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) is 1.60.
  • (B)-1 An acid generator consisting of a compound represented by the following chemical formula (B-1).
  • (B)-2 An acid generator consisting of a compound represented by the following chemical formula (B-2).
  • (B)-3 An acid generator consisting of a compound represented by the following chemical formula (B-3).
  • (D)-1 to (D)-18 Photodegradable bases consisting of compounds represented by the above chemical formulas (D0-1) to (D0-18), respectively.
  • (D)-19 A photodegradable base consisting of a compound represented by the following chemical formula (D1-1).
  • (D)-20 A photodegradable base consisting of a compound represented by the following chemical formula (D1-2).
  • (D)-21 A photodegradable base consisting of a compound represented by the following chemical formula (D1-3).
  • (D)-23 A photodegradable base consisting of a compound represented by the following chemical formula (D1-5).
  • (F)-1 A fluorine-containing polymer compound represented by the following chemical formula (F-1).
  • the weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene determined by GPC measurement was 25,000, and the molecular weight dispersity (Mw/Mn) was 1.50.
  • S)-1 Propylene glycol monomethyl ether acetate
  • S)-2 Propylene glycol monomethyl ether
  • S)-3 Cyclohexanone
  • ⁇ Formation of resist pattern> Process of forming resist film: On a 12-inch silicon wafer, an organic anti-reflection coating composition "ARC29A" (manufactured by Brewer Science) was applied using a spinner, and dried by baking at 205 ° C. for 60 seconds on a hot plate. An organic antireflection film with a thickness of 98 nm was formed. The resist composition of each example is applied onto the organic anti-reflection film using a spinner, pre-baked (PAB) at 100°C for 60 seconds on a hot plate, and dried to form a film. A resist film with a thickness of 100 nm was formed.
  • PAB pre-baked
  • Step of developing the exposed resist film to form a resist pattern Next, alkaline development was performed at 23° C. for 15 seconds using a 2.38% by mass TMAH aqueous solution (trade name: NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Thereafter, water rinsing was performed for 15 seconds using pure water, and the product was shaken off and dried. As a result, in each example, a line-and-space pattern (hereinafter referred to as "LS pattern”) with a line width of 50 nm and a pitch of 100 nm (mask size 50 nm) was formed.
  • LS pattern line-and-space pattern

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Abstract

本発明は、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、一般式(d0)で表される化合物を含有するものを採用する。一般式(d0)中、RArは芳香族炭化水素基である。tは1以上の整数である。R01及びR02は鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。かかるレジスト組成物によれば、ラフネス特性及びディフェクト発生抑制の効果がいずれも高められる。

Description

レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び化合物
 本発明は、レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び新規な化合物に関する。
 本願は、2022年4月12日に日本に出願された、特願2022-065655号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
 近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。
 レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
 このような要求を満たすレジスト材料として、従来、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分と、を含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
 化学増幅型レジスト組成物においては、一般的に、リソグラフィー特性等の向上のために、複数の構成単位を有する樹脂が用いられている。
 また、レジストパターンの形成においては、露光により酸発生剤成分から発生する酸の挙動がリソグラフィー特性に大きな影響を与える一要素とされる。これに対し、酸発生剤成分とともに、露光により該酸発生剤成分から発生する酸の拡散を制御する、酸拡散制御剤を併用する化学増幅型レジスト組成物が提案されている。
 解像性の向上のための手法の1つとして、露光機の対物レンズと試料との間に、空気よりも高屈折率の液体(液浸媒体)を介在させて露光(浸漬露光)を行うリソグラフィー法、いわゆる液浸リソグラフィー(Liquid Immersion Lithography;以下「液浸露光」ということがある。)が知られている。
 この液浸露光によれば、同じ露光波長の光源を用いても、より短波長の光源を用いた場合や高NAレンズを用いた場合と同様の高解像性を達成でき、しかも焦点深度幅の低下もないとされている。また、液浸露光は、既存の露光装置を用いて行うことができる。そのため、液浸露光は、低コストであり、高解像性で、かつ焦点深度幅にも優れるレジストパターンの形成を実現できるため、近年重用されている。液浸露光は、あらゆるパターン形状の形成において有効であり、さらに、位相シフト法、変形照明法などの超解像技術と組み合わせることも可能であるとされている。
 現在、液浸露光技術としては、主に、ArFエキシマレーザーを光源とする技術が活発に研究されている。液浸媒体としては、主に水が検討されている。
 上記の液浸露光においては、通常のリソグラフィー特性(感度、解像性、ラフネス特性等)に加えて、液浸露光技術に対応した特性を有するレジスト材料が求められる。
 例えば、液浸露光においては、レジスト膜と液浸溶媒とが接触すると、レジスト膜中の物質の、液浸溶媒中への溶出(物質溶出)が生じる。物質溶出は、レジスト層の変質、液浸溶媒の屈折率の変化等の現象を生じさせ、リソグラフィー特性の悪化、ディフェクト(表面欠陥)発生の要因となる。
 ここで「ディフェクト」とは、例えば、KLAテンコール社製の表面欠陥観察装置(商品名「KLA」)により、現像後のレジストパターンを真上から観察した際に検知される不具合全般のことである。この不具合とは、例えば、現像後のスカム(レジスト残渣)、泡、ゴミ等のレジストパターン表面への異物や析出物の付着による不具合や、ラインパターン間のブリッジ、コンタクトホールパターンのホールの穴埋まり等のパターン形状に関する不具合、パターンの色むら等をいう。
 前記物質溶出の量は、レジスト膜表面の特性(親水性・疎水性等)の影響を受ける。このため、レジスト組成物に対し、例えばレジスト膜表面の疎水性を高めることにより、物質溶出を抑制して、リソグラフィー特性の向上が図られている。
 このような液浸露光に用いられるレジスト組成物においては、従来、フッ素原子を含む化合物を添加することが提案されている。例えば、特許文献1には、フッ素原子を含む特定の酸発生剤成分と、フッ素原子を含む構成単位を有する含フッ素高分子化合物と、塩基成分と、を併用するレジスト組成物が開示されている。塩基成分として、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基、を用いたレジスト組成物が例示されている。
特開2021-004992号公報
 更なるパターンの微細化に伴ってレジスト膜の薄膜化が進み、従来のレジスト材料においては、レジストパターン形成の際における高感度化とともに、ラインパターンであればLWR(ラインワイズラフネス:ライン幅の不均一性)低減などの種々のリソグラフィー特性の向上がいっそう求められる。加えて、浸漬露光を行うリソグラフィー法によるレジストパターン形成では、ディフェクトの発生が顕在化し、液浸溶媒中への物質溶出の影響がこれまでよりも大きくなってきている。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ラフネス特性及びディフェクト発生抑制の効果がいずれも高められたレジスト組成物、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、及び当該レジスト組成物用の塩基成分として有用な化合物を提供すること、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基材成分(A)と、下記一般式(d0)で表される化合物(D0)と、を含有することを特徴とする、レジスト組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
 本発明の第2の態様は、支持体上に、前記第1の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を液浸露光する工程、及び前記露光後のレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を有することを特徴とする、レジストパターン形成方法である。
 本発明の第3の態様は、下記一般式(d0)で表されることを特徴とする、化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
 本発明によれば、ラフネス特性及びディフェクト発生抑制の効果がいずれも高められたレジスト組成物、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、及び当該レジスト組成物用の塩基成分として有用な化合物を提供することができる。
 本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
 「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
 「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
 「ハロゲン原子」は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
 「置換基を有してもよい」と記載する場合、水素原子(-H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(-CH-)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
 「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
 「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物である。基材成分として用いられる有機化合物は、非重合体と重合体とに大別される。非重合体としては、通常、分子量が500以上4000未満のものが用いられる。以下「低分子化合物」という場合は、分子量が500以上4000未満の非重合体を示す。重合体としては、通常、分子量が1000以上のものが用いられる。以下「樹脂」、「高分子化合物」又は「ポリマー」という場合は、分子量が1000以上の重合体を示す。重合体の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量を用いるものとする。
 「誘導される構成単位」とは、炭素原子間の多重結合、例えば、エチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
 「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該α位の炭素原子に結合した水素原子を置換する置換基(Rαx)は、水素原子以外の原子又は基である。また、置換基(Rαx)がエステル結合を含む置換基で置換されたイタコン酸ジエステルや、置換基(Rαx)がヒドロキシアルキル基やその水酸基を修飾した基で置換されたαヒドロキシアクリルエステルも含むものとする。なお、アクリル酸エステルのα位の炭素原子とは、特に断りがない限り、アクリル酸のカルボニル基が結合している炭素原子のことである。
 以下、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されたアクリル酸エステルを、α置換アクリル酸エステルということがある。
 「誘導体」とは、対象化合物のα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよい対象化合物の水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよい対象化合物に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。なお、α位とは、特に断りがない限り、官能基と隣接した1番目の炭素原子のことをいう。
 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)と、一般式(d0)で表される化合物(D0)(以下「(D0)成分」ともいう)と、を含有する。
 本実施形態のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対して選択的露光を行うと、該レジスト膜の露光部では酸が発生し、該酸の作用により(A)成分の現像液に対する溶解性が変化する一方で、該レジスト膜の未露光部では(A)成分の現像液に対する溶解性が変化しないため、該レジスト膜の露光部と未露光部との間で現像液に対する溶解性の差が生じる。そのため、該レジスト膜を現像すると、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、レジスト組成物がネガ型の場合はレジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型のレジストパターンが形成される。
 本明細書においては、レジスト膜露光部が溶解除去されてポジ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をポジ型レジスト組成物といい、レジスト膜未露光部が溶解除去されてネガ型レジストパターンを形成するレジスト組成物をネガ型レジスト組成物という。本実施形態のレジスト組成物は、ポジ型レジスト組成物であってもよく、ネガ型レジスト組成物であってもよい。また、本実施形態のレジスト組成物は、レジストパターン形成時の現像処理にアルカリ現像液を用いるアルカリ現像プロセス用であってもよく、該現像処理に有機溶剤を含む現像液(有機系現像液)を用いる溶剤現像プロセス用であってもよい。
<(A)成分>
 本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分(A1)(以下「(A1)成分」ともいう)を含むことが好ましい。(A1)成分を用いることにより、露光前後で基材成分の極性が変化するため、アルカリ現像プロセスだけでなく、溶剤現像プロセスにおいても、良好な現像コントラストを得ることができる。
 (A)成分としては、少なくとも(A1)成分が用いられることが好ましく、該(A1)成分とともに他の高分子化合物及び/又は低分子化合物を併用してもよい。
 アルカリ現像プロセスを適用する場合、該(A1)成分を含む基材成分は、露光前はアルカリ現像液に対して難溶性であり、例えば露光により酸が発生すると、該酸の作用により極性が増大してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部はアルカリ現像液に対して難溶性から可溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部はアルカリ難溶性のまま変化しないため、アルカリ現像することにより、レジスト膜の露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ポジ型レジストパターンが形成される。
 一方、溶剤現像プロセスを適用する場合、該(A1)成分を含む基材成分は、露光前は有機系現像液に対して溶解性が高く、例えば露光により酸が発生すると、該酸の作用により極性が高くなり、有機系現像液に対する溶解性が減少する。そのため、レジストパターンの形成において、当該レジスト組成物を支持体上に塗布して得られるレジスト膜に対して選択的に露光すると、レジスト膜露光部は有機系現像液に対して可溶性から難溶性に変化する一方で、レジスト膜未露光部は可溶性のまま変化しないため、有機系現像液で現像することにより、レジスト膜の露光部と未露光部との間でコントラストをつけることができ、ネガ型レジストパターンが形成される。
 本実施形態のレジスト組成物において、(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
・(A1)成分について
 (A1)成分は、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する樹脂成分である。
 (A1)成分としては、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位(a1)を有するものが好ましい。
 (A1)成分は、構成単位(a1)に加え、必要に応じてその他構成単位を有するものでもよい。
 ≪構成単位(a1)≫
 構成単位(a1)は、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位である。
 「酸分解性基」は、酸の作用により、当該酸分解性基の構造中の少なくとも一部の結合が開裂し得る酸分解性を有する基である。
 酸の作用により極性が増大する酸分解性基としては、例えば、酸の作用により分解して極性基を生じる基が挙げられる。極性基としては、例えばカルボキシ基、水酸基、アミノ基、スルホ基(-SOH)等が挙げられる。
 酸分解性基としてより具体的には、前記極性基が酸解離性基で保護された基(例えば、OH含有極性基の水素原子を、酸解離性基で保護した基)が挙げられる。
 「酸解離性基」とは、(i)酸の作用により、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る酸解離性を有する基、又は、(ii)酸の作用により一部の結合が開裂した後、さらに脱炭酸反応が生じることにより、当該酸解離性基と該酸解離性基に隣接する原子との間の結合が開裂し得る基、の双方をいう。
 酸分解性基を構成する酸解離性基は、当該酸解離性基の解離により生成する極性基よりも極性の低い基であることが必要で、これにより、酸の作用により該酸解離性基が解離した際に、該酸解離性基よりも極性の高い極性基が生じて極性が増大する。その結果、(A1)成分全体の極性が増大する。極性が増大することにより、相対的に、現像液に対する溶解性が変化し、現像液がアルカリ現像液の場合には溶解性が増大し、現像液が有機系現像液の場合には溶解性が減少する。
 酸解離性基としては、これまで、化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものが挙げられる。
 化学増幅型レジスト組成物用のベース樹脂の酸解離性基として提案されているものとして具体的には、以下に説明する「アセタール型酸解離性基」、「第3級アルキルエステル型酸解離性基」、「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」が挙げられる。
 アセタール型酸解離性基:
 前記極性基のうちカルボキシ基または水酸基を保護する酸解離性基としては、例えば、下記一般式(a1-r-1)で表される酸解離性基(以下「アセタール型酸解離性基」ということがある。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式中、Ra’、Ra’は水素原子またはアルキル基である。Ra’は炭化水素基であって、Ra’は、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成してもよい。]
 式(a1-r-1)中、Ra’及びRa’のうち、少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、両方が水素原子であることがより好ましい。
 Ra’又はRa’がアルキル基である場合、該アルキル基としては、上記α置換アクリル酸エステルについての説明で、α位の炭素原子に結合してもよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものが挙げられ、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましい。具体的には、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基などが挙げられ、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
 式(a1-r-1)中、Ra’の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
 該直鎖状のアルキル基は、炭素原子数が1~5であることが好ましく、炭素原子数が1~4がより好ましく、炭素原子数1または2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn-ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
 該分岐鎖状のアルキル基は、炭素原子数が3~10であることが好ましく、炭素原子数3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
 Ra’が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
 単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Ra’の環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
 この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素原子数は5~30であることが好ましく、炭素原子数5~20がより好ましく、炭素原子数6~15がさらに好ましく、炭素原子数6~12が特に好ましい。
 芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 Ra’における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を1つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環に結合するアルキレン基の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2であることがより好ましく、炭素原子数1であることが特に好ましい。
 Ra’における環状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。この置換基としては、例えば、-RP1、-RP2-O-RP1、-RP2-CO-RP1、-RP2-CO-ORP1、-RP2-O-CO-RP1、-RP2-OH、-RP2-CN又は-RP2-COOH(以下これらの置換基をまとめて「Rax5」ともいう。)等が挙げられる。
 ここで、RP1は、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基、炭素原子数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素原子数6~30の1価の芳香族炭化水素基である。また、RP2は、単結合、炭素原子数1~10の2価の鎖状飽和炭化水素基、炭素原子数3~20の2価の脂肪族環状飽和炭化水素基又は炭素原子数6~30の2価の芳香族炭化水素基である。但し、RP1及びRP2の鎖状飽和炭化水素基、脂肪族環状飽和炭化水素基及び芳香族炭化水素基の有する水素原子の一部又は全部はフッ素原子で置換されていてもよい。上記脂肪族環状炭化水素基は、上記置換基を1種単独で1つ以上有していてもよいし、上記置換基のうち複数種を各1つ以上有していてもよい。
 炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
 炭素原子数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基が挙げられる。
 炭素原子数6~30の1価の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環から水素原子1個を除いた基が挙げられる。
 Ra’が、Ra’、Ra’のいずれかと結合して環を形成する場合、該環式基としては、4~7員環が好ましく、4~6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
 第3級アルキルエステル型酸解離性基:
 上記極性基のうち、カルボキシ基を保護する酸解離性基としては、例えば、下記一般式(a1-r-2)で表される酸解離性基が挙げられる。
 なお、下記式(a1-r-2)で表される酸解離性基のうち、アルキル基により構成されるものを、以下、便宜上「第3級アルキルエステル型酸解離性基」ということがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
[式中、Ra’~Ra’はそれぞれ炭化水素基であって、Ra’、Ra’は互いに結合して環を形成してもよい。]
 Ra’の炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、鎖状もしくは環状のアルケニル基、又は、環状の炭化水素基が挙げられる。
 Ra’における直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、環状の炭化水素基(単環式基である脂肪族炭化水素基、多環式基である脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)は、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 Ra’における鎖状もしくは環状のアルケニル基は、炭素原子数2~10のアルケニル基が好ましい。
 Ra’、Ra’の炭化水素基としては、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 Ra’とRa’とが互いに結合して環を形成する場合、下記一般式(a1-r2-1)で表される基、下記一般式(a1-r2-2)で表される基、下記一般式(a1-r2-3)で表される基が好適に挙げられる。
 一方、Ra’~Ra’が互いに結合せず、独立した炭化水素基である場合、下記一般式(a1-r2-4)で表される基が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
[式(a1-r2-1)中、Ra’10は、一部がハロゲン原子又はヘテロ原子含有基で置換されていてもよい直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1~12のアルキル基を示す。Ra’11はRa’10が結合した炭素原子と共に脂肪族環式基を形成する基を示す。式(a1-r2-2)中、Yaは炭素原子である。Xaは、Yaと共に環状の炭化水素基を形成する基である。この環状の炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra101~Ra103は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基又は炭素原子数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基である。この鎖状飽和炭化水素基及び脂肪族環状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra101~Ra103の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成していてもよい。式(a1-r2-3)中、Yaaは炭素原子である。Xaaは、Yaaと共に脂肪族環式基を形成する基である。Ra104は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基である。式(a1-r2-4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基である。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。Ra’14は、置換基を有してもよい炭化水素基である。*は結合手を表す。]
 上記の式(a1-r2-1)中、Ra’10は、一部がハロゲン原子もしくはヘテロ原子含有基で置換されていてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状の炭素原子数1~12のアルキル基である。
 Ra’10における、直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数1~12であり、炭素原子数1~10が好ましく、炭素原子数1~5が特に好ましい。
 Ra’10における、分岐鎖状のアルキル基としては、前記Ra’と同様のものが挙げられる。
 Ra’10におけるアルキル基は、一部がハロゲン原子もしくはヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。例えば、アルキル基を構成する水素原子の一部が、ハロゲン原子又はヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。また、アルキル基を構成する炭素原子(メチレン基など)の一部が、ヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。
 ここでいうヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子が挙げられる。ヘテロ原子含有基としては、(-O-)、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-等が挙げられる。
 式(a1-r2-1)中、Ra’11(Ra’10が結合した炭素原子と共に形成する脂肪族環式基)は、式(a1-r-1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基(脂環式炭化水素基)として挙げた基が好ましい。その中でも、単環式の脂環式炭化水素基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましく、シクロペンチル基がさらに好ましい。
 式(a1-r2-2)中、XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基としては、前記式(a1-r-1)中のRa’における環状の1価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基)から水素原子1個以上をさらに除いた基が挙げられる。
 XaがYaと共に形成する環状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。この置換基としては、上記Ra’における環状の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 式(a1-r2-2)中、Ra101~Ra103における、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。
 Ra101~Ra103における、炭素原子数3~20の1価の脂肪族環状飽和炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環式脂肪族飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.2]オクタニル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカニル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デカニル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデカニル基、アダマンチル基等の多環式脂肪族飽和炭化水素基等が挙げられる。
 Ra101~Ra103は、中でも、合成容易性の観点から、水素原子、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基が好ましく、その中でも、水素原子、メチル基、エチル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
 上記Ra101~Ra103で表される鎖状飽和炭化水素基、又は脂肪族環状飽和炭化水素基が有する置換基としては、例えば、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
 Ra101~Ra103の2つ以上が互いに結合して環状構造を形成することにより生じる炭素-炭素二重結合を含む基としては、例えば、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基、シクロへキシリデンエテニル基等が挙げられる。これらの中でも、合成容易性の観点から、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロペンチリデンエテニル基が好ましい。
 式(a1-r2-3)中、XaaがYaaと共に形成する脂肪族環式基は、式(a1-r-1)におけるRa’の単環式基又は多環式基である脂肪族炭化水素基として挙げた基が好ましい。
 式(a1-r2-3)中、Ra104における芳香族炭化水素基としては、炭素原子数5~30の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が挙げられる。中でも、Ra104は、炭素原子数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ベンゼン又はナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ベンゼンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
 式(a1-r2-3)中のRa104が有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。
 式(a1-r2-4)中、Ra’12及びRa’13は、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基である。Ra’12及びRa’13における、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基としては、上記のRa101~Ra103における、炭素原子数1~10の1価の鎖状飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。この鎖状飽和炭化水素基が有する水素原子の一部又は全部は置換されていてもよい。
 Ra’12及びRa’13は、中でも、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基がさらに好ましく、メチル基が特に好ましい。
 上記Ra’12及びRa’13で表される鎖状飽和炭化水素基が置換されている場合、その置換基としては、例えば、上述のRax5と同様の基が挙げられる。
 式(a1-r2-4)中、Ra’14は、置換基を有してもよい炭化水素基である。Ra’14における炭化水素基としては、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基、又は環状の炭化水素基が挙げられる。
 Ra’14における直鎖状のアルキル基は、炭素原子数が1~5であることが好ましく、1~4がより好ましく、1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn-ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましい。
 Ra’14における分岐鎖状のアルキル基は、炭素原子数が3~10であることが好ましく、3~5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、2,2-ジメチルブチル基等が挙げられ、イソプロピル基であることが好ましい。
 Ra’14が環状の炭化水素基となる場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよく、また、多環式基でも単環式基でもよい。
 単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
 多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Ra’14における芳香族炭化水素基としては、Ra104における芳香族炭化水素基と同様のものが挙げられる。中でも、Ra’14は、炭素原子数6~15の芳香族炭化水素環から水素原子1個以上を除いた基が好ましく、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン又はフェナントレンから水素原子1個以上を除いた基がより好ましく、ベンゼン、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基がさらに好ましく、ナフタレン又はアントラセンから水素原子1個以上を除いた基が特に好ましく、ナフタレンから水素原子1個以上を除いた基が最も好ましい。
 Ra’14が有していてもよい置換基としては、Ra104が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 式(a1-r2-4)中のRa’14がナフチル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、ナフチル基の1位又は2位のいずれであってもよい。
 式(a1-r2-4)中のRa’14がアントリル基である場合、前記式(a1-r2-4)における第3級炭素原子と結合する位置は、アントリル基の1位、2位又は9位のいずれであってもよい。
 前記式(a1-r2-1)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 前記式(a1-r2-2)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 前記式(a1-r2-3)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 前記式(a1-r2-4)で表される基の具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基:
 前記極性基のうち水酸基を保護する酸解離性基としては、例えば、下記一般式(a1-r-3)で表される酸解離性基(以下便宜上「第3級アルキルオキシカルボニル酸解離性基」ということがある)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式中、Ra’~Ra’はそれぞれアルキル基である。]
 式(a1-r-3)中、Ra’~Ra’は、それぞれ炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基がより好ましい。
 また、各アルキル基の合計の炭素原子数は、3~7であることが好ましく、炭素原子数3~5であることがより好ましく、炭素原子数3~4であることが最も好ましい。
 構成単位(a1)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位、アクリルアミドから誘導される構成単位、ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位の水酸基における水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位、ビニル安息香酸若しくはビニル安息香酸誘導体から誘導される構成単位の-C(=O)-OHにおける水素原子の少なくとも一部が前記酸分解性基を含む置換基により保護された構成単位等が挙げられる。
 構成単位(a1)としては、上記のなかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
 かかる構成単位(a1)の好ましい具体例としては、下記一般式(a1-1)又は(a1-2)で表される構成単位が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式中、Rは、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Vaは、エーテル結合を有していてもよい2価の炭化水素基である。na1は、0~2の整数である。Raは、上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-2)で表される酸解離性基である。Waはna2+1価の炭化水素基であり、na2は1~3の整数であり、Raは上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-3)で表される酸解離性基である。]
 前記式(a1-1)中、Rの炭素原子数1~5のアルキル基は、炭素原子数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、特にフッ素原子が好ましい。
 Rとしては、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子又はメチル基が最も好ましい。
 前記式(a1-1)中、Vaにおける2価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
 Vaにおける2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状もしくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
 前記直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、炭素原子数1~6がより好ましく、炭素原子数1~4がさらに好ましく、炭素原子数1~3が最も好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数3~6がより好ましく、炭素原子数3又は4がさらに好ましく、炭素原子数3が最も好ましい。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 前記構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記直鎖状の脂肪族炭化水素基または前記分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と同様のものが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式であってもよく、単環式であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては炭素原子数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 Vaにおける2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。
 かかる芳香族炭化水素基は、炭素原子数が3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~12が最も好ましい。ただし、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、ビフェニル、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 該芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基);前記芳香族炭化水素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 前記式(a1-1)中、Raは、上記式(a1-r-1)又は(a1-r-2)で表される酸解離性基である。
 前記式(a1-2)中、Waにおけるna2+1価の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。該脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味し、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基と構造中に環を含む脂肪族炭化水素基とを組み合わせた基が挙げられる。
 前記na2+1価は、2~4価が好ましく、2又は3価がより好ましい。
 前記式(a1-2)中、Raは、上記の一般式(a1-r-1)又は(a1-r-3)で表される酸解離性基である。
 以下に、前記式(a1-1)で表される構成単位の具体例を示す。
 以下の各式中、Rαは、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 (A1)成分が有する構成単位(a1)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 構成単位(a1)としては、リソグラフィーでの特性(感度、形状等)をより高められやすいことから、前記式(a1-1)で表される構成単位がより好ましい。
 この中でも、構成単位(a1)としては、下記一般式(a1-1-1)で表される構成単位を含むものが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[式中、Ra”は、一般式(a1-r2-1)、(a1-r2-3)又は(a1-r2-4)で表される酸解離性基である。]
 前記式(a1-1-1)中、R、Va及びna1は、前記式(a1-1)中のR、Va及びna1と同様である。
 一般式(a1-r2-1)、(a1-r2-3)又は(a1-r2-4)で表される酸解離性基についての説明は、上述の通りである。中でも、反応性を高められて好適なことから、酸解離性基が環式基であるものを選択することが好ましい。
 前記式(a1-1-1)中、Ra”は、上記の中でも、一般式(a1-r2-1)で表される酸解離性基であることが好ましい。
 (A1)成分中の構成単位(a1)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~80モル%が好ましく、10~75モル%がより好ましく、30~70モル%がさらに好ましく、40~70モル%が特に好ましい。
 構成単位(a1)の割合を、前記の好ましい範囲の下限値以上とすることによって、感度、解像性、ラフネス改善等のリソグラフィー特性が向上する。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
 ≪その他構成単位≫
 (A1)成分は、上述した構成単位(a1)に加え、必要に応じてその他構成単位を有するものでもよい。
 その他構成単位としては、例えば、ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2);極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3);酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4);スチレン若しくはスチレン誘導体から誘導される構成単位(st);ヒドロキシスチレン若しくはヒドロキシスチレン誘導体から誘導される構成単位;露光により酸を発生する構成単位などが挙げられる。
 構成単位(a2)について:
 (A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基を含む構成単位(a2)(但し、構成単位(a1)に該当するものを除く)を有するものでもよい。
 構成単位(a2)のラクトン含有環式基、-SO-含有環式基又はカーボネート含有環式基は、(A1)成分をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高める上で有効なものである。また、構成単位(a2)を有することで、例えば酸拡散長を適切に調整する、レジスト膜の基板への密着性を高める、現像時の溶解性を適切に調整する等の効果により、リソグラフィー特性等が良好となる。
 「ラクトン含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-を含む環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつ目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。ラクトン含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
 構成単位(a2)におけるラクトン含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
[式中、Ra’21はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は酸素原子(-O-)もしくは硫黄原子(-S-)を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0~2の整数であり、m’は0または1である。*は結合手を表す。]
 前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中、Ra’21におけるアルキル基としては、炭素原子数1~6のアルキル基が好ましい。該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
 Ra’21におけるアルコキシ基としては、炭素原子数1~6のアルコキシ基が好ましい。該アルコキシ基は、直鎖状または分岐鎖状であることが好ましい。具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基として挙げたアルキル基と酸素原子(-O-)とが連結した基が挙げられる。
 Ra’21におけるハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 Ra’21におけるハロゲン化アルキル基としては、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましく、特にパーフルオロアルキル基が好ましい。
 Ra’21における-COOR”、-OC(=O)R”において、R”はいずれも水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基である。
 R”におけるアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、炭素原子数は1~15が好ましい。
 R”が直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基の場合は、炭素原子数1~10であることが好ましく、炭素原子数1~5であることがさらに好ましく、メチル基またはエチル基であることが特に好ましい。
 R”が環状のアルキル基の場合は、炭素原子数3~15であることが好ましく、炭素原子数4~12であることがさらに好ましく、炭素原子数5~10が最も好ましい。具体的には、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
 R”におけるラクトン含有環式基としては、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基と同様のものが挙げられる。
 R”におけるカーボネート含有環式基としては、後述のカーボネート含有環式基と同様であり、具体的には一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
 R”における-SO-含有環式基としては、後述の-SO-含有環式基と同様であり、具体的には一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
 Ra’21におけるヒドロキシアルキル基としては、炭素原子数が1~6であるものが好ましく、具体的には、前記Ra’21におけるアルキル基の水素原子の少なくとも1つが水酸基で置換された基が挙げられる。
 Ra’21としては、上記の中でも、それぞれ独立に、水素原子又はシアノ基であることが好ましい。
 前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中、A”における炭素原子数1~5のアルキレン基としては、直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。該アルキレン基が酸素原子または硫黄原子を含む場合、その具体例としては、前記アルキレン基の末端または炭素原子間に-O-または-S-が介在する基が挙げられ、例えば-O-CH-、-CH-O-CH-、-S-CH-、-CH-S-CH-等が挙げられる。A”としては、炭素原子数1~5のアルキレン基または-O-が好ましく、炭素原子数1~5のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が最も好ましい。
 以下に、一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 「-SO-含有環式基」とは、その環骨格中に-SO-を含む環を含有する環式基を示し、具体的には、-SO-における硫黄原子(S)が環式基の環骨格の一部を形成する環式基である。その環骨格中に-SO-を含む環をひとつ目の環として数え、該環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。-SO-含有環式基は、単環式基であってもよく多環式基であってもよい。
 -SO-含有環式基は、特に、その環骨格中に-O-SO-を含む環式基、すなわち-O-SO-中の-O-S-が環骨格の一部を形成するスルトン(sultone)環を含有する環式基であることが好ましい。
 -SO-含有環式基として、より具体的には、下記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
[式中、Ra’51はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、n’は0~2の整数である。*は結合手を表す。]
 前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-2)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
 Ra’51におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
 以下に、一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。式中の「Ac」は、アセチル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 「カーボネート含有環式基」とは、その環骨格中に-O-C(=O)-O-を含む環(カーボネート環)を含有する環式基を示す。カーボネート環をひとつ目の環として数え、カーボネート環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。カーボネート含有環式基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。
 カーボネート含有環式基としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、下記一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[式中、Ra’x31は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり;R”は、水素原子、アルキル基、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基であり;A”は、酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素原子数1~5のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、p’は0~3の整数であり、q’は0又は1である。*は結合手を表す。]
 前記一般式(ax3-r-2)~(ax3-r-3)中、A”は、前記一般式(a2-r-2)、(a2-r-3)、(a2-r-5)中のA”と同様である。
 Ra’ 31におけるアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、-COOR”、-OC(=O)R”、ヒドロキシアルキル基としては、それぞれ前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中のRa’21についての説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。
 以下に、一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 構成単位(a2)としては、なかでも、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位が好ましい。
 かかる構成単位(a2)は、下記一般式(a2-1)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
[式中、Rは水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基である。Ya21は、単結合または2価の連結基である。La21は、-O-、-COO-、-CON(R’)-、-OCO-、-CONHCO-又は-CONHCS-であり、R’は、水素原子またはメチル基を示す。ただしLa21が-O-の場合、Ya21は-CO-にはならない。Ra21は、ラクトン含有環式基、カーボネート含有環式基、又は-SO-含有環式基である。]
 前記式(a2-1)中、Rは前記と同じである。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。
 ・置換基を有してもよい2価の炭化水素基:
 Ya21が置換基を有してもよい2価の炭化水素基である場合、該炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でもよいし、芳香族炭化水素基でもよい。
 ・・Ya21における脂肪族炭化水素基
 脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。該脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 前記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
 ・・・直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基
 該直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、炭素原子数1~6がより好ましく、炭素原子数1~4がさらに好ましく、炭素原子数1~3が最も好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 該分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数3~6がより好ましく、炭素原子数3又は4がさらに好ましく、炭素原子数3が最も好ましい。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有してもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。
 ・・・構造中に環を含む脂肪族炭化水素基
 該構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、環構造中にヘテロ原子を含む置換基を含んでもよい環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、前記環状の脂肪族炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては前記と同様のものが挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数3~12であることがより好ましい。
 環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有してもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 環状の脂肪族炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-が好ましい。
 ・・Ya21における芳香族炭化水素基
 該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
 この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でもよいし、多環式でもよい。芳香環の炭素原子数は5~30であることが好ましく、炭素原子数5~20がより好ましく、炭素原子数6~15がさらに好ましく、炭素原子数6~12が特に好ましい。ただし、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
 芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を2つ除いた基(アリーレン基またはヘテロアリーレン基);2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子を2つ除いた基;前記芳香族炭化水素環または芳香族複素環から水素原子を1つ除いた基(アリール基またはヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アリール基またはヘテロアリール基に結合するアルキレン基の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2であることがより好ましく、炭素原子数1であることが特に好ましい。
 前記芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。例えば当該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子およびハロゲン化アルキル基としては、前記環状の脂肪族炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
 ・ヘテロ原子を含む2価の連結基:
 Ya21がヘテロ原子を含む2価の連結基である場合、該連結基として好ましいものとしては、-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。)、-S-、-S(=O)-、-S(=O)-O-、一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)-O-Y22-で表される基[式中、Y21およびY22はそれぞれ独立して置換基を有してもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0~3の整数である。]等が挙げられる。
 前記へテロ原子を含む2価の連結基が-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-C(=O)-、-NH-、-NH-C(=NH)-の場合、そのHはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、1~8であることがさらに好ましく、1~5であることが特に好ましい。
 一般式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-または-Y21-S(=O)-O-Y22-中、Y21およびY22は、それぞれ独立して、置換基を有してもよい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Ya21における2価の連結基としての説明で挙げた(置換基を有してもよい2価の炭化水素基)と同様のものが挙げられる。
 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、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
 Y22としては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基またはアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素原子数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または1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-で表される基としては、式-Y21-C(=O)-O-Y22-で表される基が特に好ましい。なかでも、式-(CHa’-C(=O)-O-(CHb’-で表される基が好ましい。該式中、a’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1~10の整数であり、1~8の整数が好ましく、1~5の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
 上記の中でも、Ya21としては、単結合、エステル結合[-C(=O)-O-]、エーテル結合(-O-)、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又はこれらの組合せであることが好ましい。
 前記式(a2-1)中、Ra21は、ラクトン含有環式基、-SO-含有環式基またはカーボネート含有環式基である。
 Ra21におけるラクトン含有環式基、-SO-含有環式基、カーボネート含有環式基としてはそれぞれ、前述した一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表される基、一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される基、一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)でそれぞれ表される基が好適に挙げられる。
 中でも、ラクトン含有環式基または-SO-含有環式基が好ましく、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-2)、(a2-r-6)または(a5-r-1)でそれぞれ表される基がより好ましく、前記一般式(a2-r-2)または(a5-r-1)でそれぞれ表される基がさらに好ましい。具体的には、前記化学式(r-lc-1-1)~(r-lc-1-7)、(r-lc-2-1)~(r-lc-2-18)、(r-lc-6-1)、(r-sl-1-1)、(r-sl-1-18)でそれぞれ表される、いずれかの基が好ましく、前記化学式(r-lc-2-1)~(r-lc-2-18)、(r-sl-1-1)でそれぞれ表される、いずれかの基がより好ましく、前記化学式(r-lc-2-1)、(r-lc-2-12)、(r-sl-1-1)でそれぞれ表される、いずれかの基がさらに好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a2)は、1種でもよく2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a2)を有する場合、構成単位(a2)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、5~60モル%であることが好ましく、10~60モル%であることがより好ましく、20~60モル%であることがさらに好ましく、30~60モル%が特に好ましい。
 構成単位(a2)の割合を好ましい下限値以上とすると、前述した効果によって、構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
 構成単位(a3)について:
 (A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位(a3)(但し、構成単位(a1)又は構成単位(a2)に該当するものを除く)を有するものでもよい。(A1)成分が構成単位(a3)を有することにより、(A)成分の親水性が高まり、解像性の向上に寄与する。また、酸拡散長を適切に調整することができる。
 極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、炭素原子数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、環状の脂肪族炭化水素基(環式基)が挙げられる。該環式基としては、単環式基でも多環式基でもよく、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
 該環式基が単環式基である場合、炭素原子数は3~10であることがより好ましい。その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族単環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該単環式基としては、モノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基を例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタンなどのモノシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの単環式基の中でも、シクロペンタンから2個以上の水素原子を除いた基、シクロヘキサンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
 該環式基が多環式基である場合、該多環式基の炭素原子数は7~30であることがより好ましい。その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
 構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むものであれば特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
 構成単位(a3)としては、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位であって極性基含有脂肪族炭化水素基を含む構成単位が好ましい。
 構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素原子数1~10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましい。
 また、構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における該炭化水素基が多環式基のときは、下記の式(a3-1)で表される構成単位、式(a3-2)で表される構成単位、式(a3-3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられ;単環式基のときは、式(a3-4)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
[式中、Rは前記と同じであり、jは1~3の整数であり、kは1~3の整数であり、t’は1~3の整数であり、lは0~5の整数であり、sは1~3の整数である。]
 式(a3-1)中、jは、1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
 jは1であることが好ましく、水酸基が、アダマンチル基の3位に結合しているものが特に好ましい。
 式(a3-2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基は、ノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
 式(a3-3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらは、アクリル酸のカルボキシ基の末端に、2-ノルボルニル基または3-ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、ノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
 式(a3-4)中、t’は1又は2であることが好ましい。lは0又は1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールは、シクロヘキシル基の3又は5位に結合していることが好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(a3)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a3)を有する場合、構成単位(a3)の割合は、当該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して1~30モル%であることが好ましく、2~25モル%がより好ましく、5~20モル%がさらに好ましい。
 構成単位(a3)の割合を好ましい下限値以上とすることにより、前述した効果によって、構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、好ましい上限値以下であると、他の構成単位とのバランスを取ることができ、種々のリソグラフィー特性が良好となる。
 構成単位(a4)について:
 (A1)成分は、構成単位(a1)に加えて、さらに、酸非解離性の脂肪族環式基を含む構成単位(a4)を有してもよい。
 (A1)成分が構成単位(a4)を有することにより、形成されるレジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。また、(A)成分の疎水性が高まる。疎水性の向上は、特に溶剤現像プロセスの場合に、解像性、レジストパターン形状等の向上に寄与する。
 構成単位(a4)における「酸非解離性環式基」は、露光により当該レジスト組成物中に酸が発生した際(例えば、露光により酸を発生する構成単位又は(B)成分から酸が発生した際)に、該酸が作用しても解離することなくそのまま当該構成単位中に残る環式基である。
 構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が好ましい。該環式基は、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
 該環式基は、工業上入手し易いなどの点から、特にトリシクロデシル基、アダマンチル基、テトラシクロドデシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの多環式基は、炭素原子数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
 構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4-1)~(a4-7)でそれぞれ表される構成単位を例示することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
[式中、Rαは前記と同じである。]
 (A1)成分が有する構成単位(a4)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(a4)を有する場合、構成単位(a4)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~40モル%であることが好ましく、5~20モル%であることがより好ましい。
 構成単位(a4)の割合を、好ましい下限値以上とすることにより、構成単位(a4)を含有させることによる効果が充分に得られ、一方、好ましい上限値以下とすることにより、他の構成単位とのバランスをとりやすくなる。
 構成単位(st)について:
 構成単位(st)は、スチレン又はスチレン誘導体から誘導される構成単位である。「スチレンから誘導される構成単位」とは、スチレンのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。「スチレン誘導体から誘導される構成単位」とは、スチレン誘導体のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
 「スチレン誘導体」とは、スチレンの少なくとも一部の水素原子が置換基で置換された化合物を意味する。スチレン誘導体としては、例えば、スチレンのα位の水素原子が置換基で置換されたもの、スチレンのベンゼン環の1個以上の水素原子が置換基で置換されたもの、スチレンのα位の水素原子及びベンゼン環の1個以上の水素原子が置換基で置換されたもの等が挙げられる。
 スチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
 前記炭素原子数1~5のアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
 前記炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基は、前記炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、特にフッ素原子が好ましい。
 スチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基が好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基又は炭素原子数1~3のフッ素化アルキル基がより好ましく、工業上の入手の容易さから、メチル基がさらに好ましい。
 スチレンのベンゼン環の水素原子を置換する置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることがより好ましい。
 前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基がさらに好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 スチレンのベンゼン環の水素原子を置換する置換基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
 構成単位(st)としては、スチレンから誘導される構成単位、又はスチレンのα位の水素原子が炭素原子数1~5のアルキル基若しくは炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基で置換されたスチレン誘導体から誘導される構成単位が好ましく、スチレンから誘導される構成単位、又はスチレンのα位の水素原子がメチル基で置換されたスチレン誘導体から誘導される構成単位がより好ましく、スチレンから誘導される構成単位がさらに好ましい。
 (A1)成分が有する構成単位(st)は、1種でも2種以上でもよい。
 (A1)成分が構成単位(st)を有する場合、構成単位(st)の割合は、該(A1)成分を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~30モル%であることが好ましく、3~20モル%であることがより好ましい。
 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(a1)の繰り返し構造を有する高分子化合物が挙げられ、好ましくは構成単位(a1)と構成単位(a2)との繰り返し構造を有する高分子化合物が挙げられる。
 (A1)成分としては、上記の中でも、構成単位(a1)と構成単位(a2)との繰り返し構造からなる高分子化合物;構成単位(a1)と構成単位(a2)と構成単位(a3)との繰り返し構造からなる高分子化合物が好適に挙げられる。
 構成単位(a1)と構成単位(a2)との繰り返し構造を有する高分子化合物において、構成単位(a1)の割合は、該高分子化合物を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、10~90モル%が好ましく、20~80モル%がより好ましく、30~70モル%がさらに好ましく、40~70モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a2)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、10~90モル%であることが好ましく、20~80モル%であることがより好ましく、30~70モル%であることがさらに好ましく、30~60モル%が特に好ましい。
 構成単位(a1)と構成単位(a2)と構成単位(a3)との繰り返し構造を有する高分子化合物において、構成単位(a1)の割合は、該高分子化合物を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、20~80モル%が好ましく、30~70モル%がより好ましく、40~60モル%がさらに好ましく、45~55モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a2)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、10~70モル%であることが好ましく、20~60モル%であることがより好ましく、30~50モル%であることがさらに好ましく、35~45モル%が特に好ましい。
 また、該高分子化合物中の構成単位(a3)の割合は、該高分子化合物を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、1~30モル%であることが好ましく、5~25モル%であることがより好ましく、5~20モル%であることがさらに好ましく、5~15モル%が特に好ましい。
 該高分子化合物における構成単位(a1)と構成単位(a2)とのモル比(構成単位(a1):構成単位(a2))は、2:8~8:2であることが好ましく、3:7~7:3であることがより好ましく、4:6~6:4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(a1)を誘導するモノマーと、必要に応じて構成単位(a1)以外の構成単位(例えば、構成単位(a2))を誘導するモノマーと、を重合溶媒に溶解し、ここに、上記のようなラジカル重合開始剤を加えて重合を行うことにより製造することができる。
 なお、重合の際に、例えば、HS-CH-CH-CH-C(CF-OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に-C(CF-OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
 (A1)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではなく、1000~50000が好ましく、2000~30000がより好ましく、3000~20000がさらに好ましい。
 (A1)成分のMwがこの範囲の好ましい上限値以下であると、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の好ましい下限値以上であると、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
 (A1)成分の分散度(Mw/Mn)は、特に限定されず、1.0~4.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.0が特に好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
・(A2)成分について
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分として、前記(A1)成分に該当しない、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(以下「(A2)成分」という。)を併用してもよい。
 (A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のものから任意に選択して用いればよい。
 (A2)成分は、高分子化合物又は低分子化合物の1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (A)成分中の(A1)成分の割合は、(A)成分の総質量に対し、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。該割合が25質量%以上であると、高感度化や解像性、ラフネス改善などの種々のリソグラフィー特性に優れたレジストパターンが形成されやすくなる。
 本実施形態のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
<(D0)成分>
 (D0)成分は、下記一般式(d0)で表される化合物である。
 本実施形態のレジスト組成物において、(D0)成分は、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)として作用する塩基成分である。(D0)成分は、露光により分解して酸拡散制御性を失う光崩壊性塩基であり、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)を失うためにクエンチャーとして作用せず、レジスト膜の未露光部においてクエンチャーとして作用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
[式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
 前記式(d0)中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。
 RAr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(t+2)個の水素原子を除いた基が挙げられる。
 ここでの芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されない。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、RAr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(t+2)個の水素原子を除いた基も挙げられる。
 上記の中でも、RAr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(t+2)個の水素原子を除いた基が好ましく、ベンゼン又はナフタレンから(t+2)個の水素原子を除いた基がより好ましく、ベンゼンから(t+2)個の水素原子を除いた基がさらに好ましい。
 RAr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、直鎖状アルキル基、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直鎖状アルキル基、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、上記Ya21における、環状の脂肪族炭化水素基の置換基(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)として挙げたものと同様のものが挙げられる。
 前記置換基としての直鎖状アルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状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。
 RAr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(d0)中、tは、1以上の整数であり、RArにおける芳香族炭化水素基に応じて適宜決定される。例えば、tは、1~5の整数でもよいし、1~4の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1が特に好ましい。
 前記式(d0)中、R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。
 R01、R02及びR03における、鎖状の炭化水素基は、それぞれ、飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよいが、飽和脂肪族炭化水素基であることが好ましく、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
 また、R01、R02及びR03における、鎖状の炭化水素基は、それぞれ、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。
 R01、R02及びR03における飽和脂肪族炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基などの直鎖状アルキル基;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、ネオペンチル基などの分岐鎖状アルキル基が挙げられる。これらのなかでも、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-ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
 R01、R02及びR03における不飽和脂肪族炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基が挙げられ、例えばビニル基、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が挙げられる。
 R01、R02及びR03における、鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。
 かかる鎖状の炭化水素基が有してもよい置換基としては、例えば、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る。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。
 R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して形成する環構造は、芳香環でもよいし、脂環でもよい。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環である。
 R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して形成する芳香環としては、炭素原子数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。
 R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して形成する脂環としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数3~12であることがより好ましい。ここでの脂環は、単環構造でもよいし、多環構造でもよい。単環構造としては、モノシクロアルカンが好ましい。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。多環構造としては、ポリシクロアルカンが好ましい。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[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
 R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して形成する環構造は、置換基を有してもよい。前記環構造が有してもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
 前記置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基であることが最も好ましい。
 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。
 前記環構造が有してもよい置換基としては、上記の中でも、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
 以下に、一般式(d0)で表される化合物((D0)成分)のアニオン部について、R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子である場合の好適な具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 以下に、一般式(d0)で表される化合物((D0)成分)のアニオン部について、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して、環構造として芳香環を形成している場合の好適な具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 以下に、一般式(d0)で表される化合物((D0)成分)のアニオン部について、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して、環構造として脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である場合の好適な具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 前記式(d0)中、mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンであり、m価のオニウムカチオンであることが好ましく、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であることがより好ましい。
 好ましいカチオン部((Mm+1/m)としては、下記の一般式(ca-1)~(ca-3)でそれぞれ表される有機カチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
[式中、R201~R207は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基または置換基を有してもよいアルケニル基を表す。R201~R203、R206~R207、は、相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表す。R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよい-SO-含有環式基である。L201は、-C(=O)-または-C(=O)-O-を表す。]
 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-8)でそれぞれ表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
[式中、R’201は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。]
 置換基を有してもよい環式基:
 該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 R’201における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素原子数は3~30であることが好ましく、炭素原子数5~30がより好ましく、炭素原子数5~20がさらに好ましく、炭素原子数6~15が特に好ましく、炭素原子数6~10が最も好ましい。ただし、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 R’201における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 R’201における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えばフェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、炭素原子数1~2がより好ましく、炭素原子数1が特に好ましい。
 R’201における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
 この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
 なかでも、R’201における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基が特に好ましく、アダマンチル基が最も好ましい。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、炭素原子数1~6がより好ましく、炭素原子数1~4がさらに好ましく、炭素原子数1~3が特に好ましい。
 直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 また、R’201における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基、その他下記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 R’201の環式基における置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
 置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が最も好ましい。
 置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
 置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(-CH-)を置換する基である。
 置換基を有してもよい鎖状のアルキル基:
 R’201の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~20であることが好ましく、炭素原子数1~15であることがより好ましく、炭素原子数1~10が最も好ましい。
 分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、炭素原子数3~15であることがより好ましく、炭素原子数3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基:
 R’201の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、炭素原子数2~5がより好ましく、炭素原子数2~4がさらに好ましく、炭素原子数3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
 R’201の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、たとえば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R’201における環式基等が挙げられる。
 R’201の置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、上述したものの他、置換基を有してもよい環式基又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基として、上述の式(a1-r-2)で表される酸解離性基と同様のものも挙げられる。
 なかでも、R’201は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。より具体的には、例えば、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基などが好ましい。
 上記の一般式(ca-1)~(ca-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-、-SO-、-SO-、-COO-、-CONH-または-N(R)-(該Rは炭素原子数1~5のアルキル基である。)等の官能基を介して結合してもよい。形成される環としては、式中のイオウ原子をその環骨格に含む1つの環が、イオウ原子を含めて、3~10員環であることが好ましく、5~7員環であることが特に好ましい。形成される環の具体例としては、例えばチオフェン環、チアゾール環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、9H-チオキサンテン環、チオキサントン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、テトラヒドロチオフェニウム環、テトラヒドロチオピラニウム環等が挙げられる。
 R208~R209は、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1~5のアルキル基を表し、水素原子又は炭素原子数1~3のアルキル基が好ましく、アルキル基となる場合、相互に結合して環を形成してもよい。
 R210は、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、又は置換基を有してもよいSO-含有環式基である。
 R210におけるアリール基としては、炭素原子数6~20の無置換のアリール基が挙げられ、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R210におけるアルキル基としては、鎖状又は環状のアルキル基であって、炭素原子数1~30のものが好ましい。
 R210におけるアルケニル基としては、炭素原子数が2~10であることが好ましい。
 R210における、置換基を有してもよいSO-含有環式基としては、「-SO-含有多環式基」が好ましく、上記一般式(a5-r-1)で表される基がより好ましい。
 前記式(ca-1)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記の化学式(ca-1-1)~(ca-1-70)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
[式中、g1、g2、g3は繰返し数を示し、g1は1~5の整数であり、g2は0~20の整数であり、g3は0~20の整数である。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
[式中、R”201は水素原子又は置換基であって、該置換基としては前記R201~R207、およびR210が有していてもよい置換基として挙げたものと同様である。]
 前記式(ca-2)で表される好適なカチオンとして具体的には、ジフェニルヨードニウムカチオン、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウムカチオン等が挙げられる。
 前記式(ca-3)で表される好適なカチオンとして具体的には、下記式(ca-3-1)~(ca-3-6)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 上記の中でも、カチオン部((Mm+1/m)は、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましく、式(ca-1-1)~(ca-1-70)でそれぞれ表されるカチオンがより好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(D0)成分は、アニオン部の疎水性の高い成分が好ましい。
 例えば、(D0)成分のアニオン部がプロトン化した化合物((D0)成分のアニオン部にプロトンが結合した化合物)のハンセン溶解度パラメータと、水のハンセン溶解度パラメータと、の相互作用間距離(Ra)は、32以上であることが好ましい。
 (D0)成分のハンセン溶解度パラメータと、水のハンセン溶解度パラメータと、の相互作用間距離(Ra)は、32.5以上であってもよいし、33以上であってもよいし、33以上37以下であってもよい。
 相互作用間距離(Ra)が、前記の好ましい範囲であれば、ディフェクト発生がより抑制されやすくなる。
 ハンセン溶解度パラメータは、例えば、Charles M.Hansenによる「Hansen Solubility Parameters:A User’s Handbook」,CRC Press(2007)及びAllan F.M.Barton(1999)編集の「The CRC Handbook and Solubility Parameters and Cohesion Parameters,」(1999)において、Charles Hansenにより説明されている溶解度パラメータ及び凝集特性に基づいた、所定のパラメータから算出できる。
 ハンセン溶解度パラメータは、数値定数として理論的に計算され、溶媒材料が特定の溶質を溶解させる能力を予測するのに有用なツールである。
 ハンセン溶解度パラメータは、実験的に及び理論的に誘導された下記3つのハンセン溶解度パラメータ(即ち、δD、δP及びδH)を組み合わせることにより、材料の全体的な強度及び選択性の尺度とすることができる。ハンセン溶解度パラメータの単位は、MPa0.5又は(J/cc)0.5で付与される。
 δD:分子間の分散力に由来するエネルギー
 δP:分子間の極性力に由来するエネルギー
 δH:分子間の水素結合力に由来するエネルギー
 これらの3つのパラメータ(即ち、δD、δP及びδH)を、ハンセン空間としても既知の3次元内の点に関する座標としてプロットする。
 この3次元空間(ハンセン空間)内で、2種の分子がより接近する程、互いに溶解する可能性がより高くなることを示す。ハンセン空間内で、2種の分子(分子(1)及び(2))が近接しているか否かを評価するためには、ハンセン溶解度パラメータ間の相互作用間距離(Ra)を求める。Raは、以下の式により計算される。
 (Ra)=4(δd2-δd1+(δp2-δp1+(δh2-δh1
 [上記式において、δd1、δp1、及びδh1は、それぞれ、分子(1)のδD、δP、及びδHを示す。δd2、δp2、及びδh2は、それぞれ、分子(2)のδD、δP、及びδHを示す。]
 (D0)成分のアニオン部がプロトン化した化合物及び水のハンセン溶解度パラメータは、「Molecular Modeling Pro」ソフトウェア,version 5.1.9(ChemSW,Fairfield CA,www.chemsw.com)又はDynacomp SoftwareからのHansen Solubility等により計算することができる。
 本実施形態において、好ましい(D0)成分としては、カチオン部((Mm+1/m)が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;アニオン部が、RArにおける(t+2)価の芳香族炭化水素基に「環構造」が結合した化合物が挙げられる。
 すなわち、(D0)成分として、前記一般式(d0)における「(Mm+1/m」が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;前記一般式(d0)におけるR01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している化合物(但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記環構造は、置換基を有してもよい。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)が好適なものとして挙げられる。
 この環構造を有する(D0)成分について、相互作用間距離(Ra)は、32以上であるものが好ましく、32以上36以下であるものがより好ましく、32.5以上35.5以下であるものがさらに好ましく、33以上35.5以下であるものが特に好ましい。
 以下に、好適な(D0)成分を例示する。Raは、アニオン部がプロトン化した化合物のハンセン溶解度パラメータと、水のハンセン溶解度パラメータと、の相互作用間距離(Ra)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 あるいは、好ましい(D0)成分としては、カチオン部((Mm+1/m)が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;アニオン部が、RArにおける(t+2)価の芳香族炭化水素基に「鎖状の炭化水素基」が結合した化合物が挙げられる。
 すなわち、(D0)成分として、前記一般式(d0)における「(Mm+1/m」が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;前記一般式(d0)におけるR01及びR02がそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03が鎖状の炭化水素基又は水素原子である化合物(但し、前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)が好適なものとして挙げられる。
 この鎖状の炭化水素基を有する(D0)成分について、相互作用間距離(Ra)は、32以上であるものが好ましく、32以上37.5以下であるものがより好ましく、32.5以上37以下であるものがさらに好ましく、33以上37以下であるものが特に好ましい。
 以下に、好適な(D0)成分を例示する。Raは、アニオン部がプロトン化した化合物のハンセン溶解度パラメータと、水のハンセン溶解度パラメータとの相互作用間距離(Ra)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 上記の中でも、(D0)成分としては、ラフネス特性及びディフェクト発生抑制の効果がより高められやすいことから、前記一般式(d0)における「(Mm+1/m」が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;前記一般式(d0)におけるR01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している化合物(但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記環構造は、置換基を有してもよい。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)を用いることがより好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(D0)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態のレジスト組成物中、(D0)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5~20質量部であることが好ましく、0.5~15質量部であることがより好ましく、1~10質量部であることがさらに好ましい。
 (D0)成分の含有量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、特に解像性、ラフネス特性、ディフェクト発生抑制などのリソグラフィー特性及びレジストパターン形状が良好に得られやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の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。
<その他成分>
 本実施形態のレジスト組成物は、上述した(A)成分及び(D0)成分に加え、その他成分をさらに含有してもよい。その他成分としては、例えば以下に示す(B)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、(S)成分などが挙げられる。
 ≪酸発生剤成分(B)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(D0)成分に加えて、さらに、露光により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有する形態が好ましい。
 (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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
[式中、R101及びR104~R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。R104とR105とは相互に結合して環構造を形成していてもよい。R102は、炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基又はフッ素原子である。Y101は、酸素原子を含む2価の連結基又は単結合である。V101~V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。L101~L102は、それぞれ独立に、単結合又は酸素原子である。L103~L105は、それぞれ独立に、単結合、-CO-又は-SO-である。mは1以上の整数であって、Mm+はm価のオニウムカチオンである。]
 {アニオン部}
 ・(b-1)成分におけるアニオン
 式(b-1)中、R101は、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。
 置換基を有してもよい環式基:
 該環式基は、環状の炭化水素基であることが好ましく、該環状の炭化水素基は、芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基であってもよい。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。また、脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
 R101における芳香族炭化水素基は、芳香環を有する炭化水素基である。該芳香族炭化水素基の炭素原子数は3~30であることが好ましく、5~30であることがより好ましく、5~20がさらに好ましく、6~15が特に好ましく、6~10が最も好ましい。但し、該炭素原子数には、置換基における炭素原子数を含まないものとする。
 R101における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル、又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 R101における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子を1つ除いた基(アリール基:例えば、フェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えば、ベンジル基、フェネチル基、1-ナフチルメチル基、2-ナフチルメチル基、1-ナフチルエチル基、2-ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素原子数は、1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
 R101における環状の脂肪族炭化水素基は、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基が挙げられる。
 この構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を1個除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
 前記脂環式炭化水素基は、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~12であることがより好ましい。
 前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素原子数7~30のものが好ましい。中でも、該ポリシクロアルカンとしては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環式基等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
 なかでも、R101における環状の脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンまたはポリシクロアルカンから水素原子を1つ以上除いた基が好ましく、ポリシクロアルカンから水素原子を1つ除いた基がより好ましく、アダマンチル基、ノルボルニル基がさらに好ましく、アダマンチル基が特に好ましい。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が1~10であることが好ましく、1~6がより好ましく、1~4がさらに好ましく、1~3が最も好ましい。直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[-CH-]、エチレン基[-(CH-]、トリメチレン基[-(CH-]、テトラメチレン基[-(CH-]、ペンタメチレン基[-(CH-]等が挙げられる。
 脂環式炭化水素基に結合してもよい、分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素原子数が2~10であることが好ましく、3~6がより好ましく、3又は4がさらに好ましく、3が最も好ましい。分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-、-C(CHCH-CH-等のアルキルエチレン基;-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素原子数1~5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
 また、R101における環状の炭化水素基は、複素環等のようにヘテロ原子を含んでもよい。具体的には、前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基、その他上記化学式(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。
 R101の環式基における置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
 置換基としてのアルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基が最も好ましい。
 置換基としてのアルコキシ基としては、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
 置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
 置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等の水素原子の一部または全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
 置換基としてのカルボニル基は、環状の炭化水素基を構成するメチレン基(-CH-)を置換する基である。
 R101における環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素環と芳香環とが縮合した縮合環を含む縮合環式基であってもよい。前記縮合環としては、例えば、架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンに、1個以上の芳香環が縮合したもの等が挙げられる。前記架橋環系ポリシクロアルカンの具体例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(ノルボルナン)、ビシクロ[2.2.2]オクタン等のビシクロアルカンが挙げられる。前記縮合環式としては、ビシクロアルカンに2個又は3個の芳香環が縮合した縮合環を含む基が好ましく、ビシクロ[2.2.2]オクタンに2個又は3個の芳香環が縮合した縮合環を含む基がより好ましい。R101における縮合環式基の具体例としては、下記式(r-br-1)~(r-br-2)で表されるが挙げられる。式中*は、式(b-1)中のY101に結合する結合手を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 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[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基;前記式(r-hr-7)~(r-hr-16)でそれぞれ表される複素環式基等が挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルキル基:
 R101の鎖状のアルキル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよい。
 直鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~10が最も好ましい。
 分岐鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が3~20であることが好ましく、3~15であることがより好ましく、3~10が最も好ましい。具体的には、例えば、1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基などが挙げられる。
 置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基:
 R101の鎖状のアルケニル基としては、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、炭素原子数が2~10であることが好ましく、2~5がより好ましく、2~4がさらに好ましく、3が特に好ましい。直鎖状のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。分岐鎖状のアルケニル基としては、例えば、1-メチルビニル基、2-メチルビニル基、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基などが挙げられる。
 鎖状のアルケニル基としては、上記の中でも、直鎖状のアルケニル基が好ましく、ビニル基、プロペニル基がより好ましく、ビニル基が特に好ましい。
 R101の鎖状のアルキル基またはアルケニル基における置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基、上記R101における環式基等が挙げられる。
 上記の中でも、R101は、置換基を有してもよい環式基が好ましく、置換基を有してもよい環状の炭化水素基であることがより好ましい。環状の炭化水素基として、より具体的には、フェニル基、ナフチル基、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基;前記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基;前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基が好ましく、ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基又は前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基がより好ましく、アダマンチル基又は前記一般式(a5-r-1)で表される-SO-含有環式基がさらに好ましい。
 該環状の炭化水素基が置換基を有する場合、該置換基は、水酸基であることが好ましい。
 式(b-1)中、Y101は、単結合または酸素原子を含む2価の連結基である。
 Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、該Y101は、酸素原子以外の原子を含有してもよい。酸素原子以外の原子としては、例えば炭素原子、水素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 酸素原子を含む2価の連結基としては、例えば、酸素原子(エーテル結合:-O-)、エステル結合(-C(=O)-O-)、オキシカルボニル基(-O-C(=O)-)、アミド結合(-C(=O)-NH-)、カルボニル基(-C(=O)-)、カーボネート結合(-O-C(=O)-O-)等の非炭化水素系の酸素原子含有連結基;該非炭化水素系の酸素原子含有連結基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられる。この組み合わせに、さらにスルホニル基(-SO-)が連結されていてもよい。かかる酸素原子を含む2価の連結基としては、例えば下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基が挙げられる。なお、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)において、上記式(b-1)中のR101と結合するのが、下記一般式(y-al-1)~(y-al-7)中のV’101である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
[式中、V’101は単結合または炭素原子数1~5のアルキレン基であり、V’102は炭素原子数1~30の2価の飽和炭化水素基である。]
 V’102における2価の飽和炭化水素基は、炭素原子数1~30のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数1~10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素原子数1~5のアルキレン基であることがさらに好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基としては、直鎖状のアルキレン基でもよく分岐鎖状のアルキレン基でもよく、直鎖状のアルキレン基が好ましい。
 V’101およびV’102におけるアルキレン基として、具体的には、メチレン基[-CH-];-CH(CH)-、-CH(CHCH)-、-C(CH-、-C(CH)(CHCH)-、-C(CH)(CHCHCH)-、-C(CHCH-等のアルキルメチレン基;エチレン基[-CHCH-];-CH(CH)CH-、-CH(CH)CH(CH)-、-C(CHCH-、-CH(CHCH)CH-等のアルキルエチレン基;トリメチレン基(n-プロピレン基)[-CHCHCH-];-CH(CH)CHCH-、-CHCH(CH)CH-等のアルキルトリメチレン基;テトラメチレン基[-CHCHCHCH-];-CH(CH)CHCHCH-、-CHCH(CH)CHCH-等のアルキルテトラメチレン基;ペンタメチレン基[-CHCHCHCHCH-]等が挙げられる。
 また、V’101又はV’102における前記アルキレン基における一部のメチレン基が、炭素原子数5~10の2価の脂肪族環式基で置換されていてもよい。当該脂肪族環式基は、前記式(a1-r-1)中のRa’の環状の脂肪族炭化水素基(単環式の脂肪族炭化水素基、多環式の脂肪族炭化水素基)から水素原子をさらに1つ除いた2価の基が好ましく、シクロへキシレン基、1,5-アダマンチレン基または2,6-アダマンチレン基がより好ましい。
 Y101としては、エステル結合を含む2価の連結基、またはエーテル結合を含む2価の連結基が好ましく、上記式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基がより好ましい。
 式(b-1)中、V101は、単結合、アルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。V101におけるアルキレン基、フッ素化アルキレン基は、炭素原子数1~4であることが好ましい。V101におけるフッ素化アルキレン基としては、V101におけるアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基が挙げられる。なかでも、V101は、単結合、又は炭素原子数1~4の直鎖状のフッ素化アルキレン基であることが好ましい。
 式(b-1)中、R102は、フッ素原子又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基である。R102は、フッ素原子または炭素原子数1~5のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、フッ素原子であることがより好ましい。
 前記式(b-1)で表されるアニオン部の具体例としては、例えば、Y101が単結合となる場合、トリフルオロメタンスルホネートアニオンやパーフルオロブタンスルホネートアニオン等のフッ素化アルキルスルホネートアニオンが挙げられ;Y101が酸素原子を含む2価の連結基である場合、下記式(an-1)~(an-3)のいずれかで表されるアニオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
[式中、R”101は、置換基を有してもよい脂肪族環式基、上記の化学式(r-hr-1)~(r-hr-6)でそれぞれ表される1価の複素環式基、前記式(r-br-1)若しくは(r-br-2)で表される縮合環式基、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芳香族環式基である。R”102は、置換基を有してもよい脂肪族環式基、前記式(r-br-1)又(r-br-2)で表される縮合環式基、前記一般式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、又は前記一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)でそれぞれ表される-SO-含有環式基である。R”103は、置換基を有してもよい芳香族環式基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。V”101は、単結合、炭素原子数1~4のアルキレン基、又は炭素原子数1~4のフッ素化アルキレン基である。R102は、フッ素原子又は炭素原子数1~5のフッ素化アルキル基である。v”はそれぞれ独立に0~3の整数であり、q”はそれぞれ独立に0~20の整数であり、n”は0または1である。]
 R”101、R”102およびR”103の置換基を有してもよい脂肪族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における環状の脂肪族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 R”101およびR”103における置換基を有してもよい芳香族環式基は、前記式(b-1)中のR101における環状の炭化水素基における芳香族炭化水素基として例示した基であることが好ましい。前記置換基としては、前記式(b-1)中のR101における該芳香族炭化水素基を置換してもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 R”101における置換基を有してもよい鎖状のアルキル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルキル基として例示した基であることが好ましい。
 R”103における置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基は、前記式(b-1)中のR101における鎖状のアルケニル基として例示した基であることが好ましい。
 ・(b-2)成分におけるアニオン
 式(b-2)中、R104、R105は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、または置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b-1)中のR101と同様のものが挙げられる。ただし、R104、R105は、相互に結合して環を形成していてもよい。
 R104、R105は、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましく、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、又は直鎖状若しくは分岐鎖状のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
 該鎖状のアルキル基の炭素原子数は、1~10であることが好ましく、より好ましくは炭素原子数1~7、さらに好ましくは炭素原子数1~3である。R104、R105の鎖状のアルキル基の炭素原子数は、上記炭素原子数の範囲内において、レジスト用溶剤への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。また、R104、R105の鎖状のアルキル基においては、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また、250nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するため好ましい。前記鎖状のアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70~100%、さらに好ましくは90~100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキル基である。
 式(b-2)中、V102、V103は、それぞれ独立に、単結合、アルキレン基、またはフッ素化アルキレン基であり、それぞれ、式(b-1)中のV101と同様のものが挙げられる。
 式(b-2)中、L101、L102は、それぞれ独立に単結合又は酸素原子である。
 ・(b-3)成分におけるアニオン
 式(b-3)中、R106~R108は、それぞれ独立に、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ、式(b-1)中のR101と同様のものが挙げられる。
 式(b-3)中、L103~L105は、それぞれ独立に、単結合、-CO-又は-SO-である。
 上記の中でも、(B)成分のアニオン部としては、(b-1)成分におけるアニオンが好ましい。この中でも、上記の一般式(an-1)~(an-3)のいずれかで表されるアニオンがより好ましく、一般式(an-1)又は(an-2)のいずれかで表されるアニオンがさらに好ましい。
 {カチオン部}
 前記の式(b-1)、(b-2)及び(b-3)中、mは1以上の整数であって、Mm+は、m価のオニウムカチオンであり、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオンが好適に挙げられ、例えば上記の一般式(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。
 上記式(ca-1)で表される好適なカチオンとして具体的には、上記式(ca-1-1)~(ca-1-70)でそれぞれ表されるカチオンが挙げられる。
 上記式(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。
 上記式(ca-3)で表される好適なカチオンとして具体的には、上記式(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。
 上記の中でも、カチオン部[(Mm+1/m]は、一般式(ca-1)で表されるカチオンが好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、40質量部未満が好ましく、1~30質量部がより好ましく、3~25質量部がさらに好ましい。
 (B)成分の含有量を、前記の好ましい範囲とすることで、パターン形成が充分に行われる。また、レジスト組成物の各成分を有機溶剤に溶解した際、均一な溶液が得られやすく、レジスト組成物としての保存安定性が良好となるため好ましい。
 ≪塩基成分(D)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、(A)成分及び(D0)成分に加えて、さらに、露光により発生する酸をトラップ(すなわち、酸の拡散を制御)する塩基成分((D)成分)を含有してもよい。(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。ただし、(D0)成分に該当するものを除く)、(D0)成分及び(D1)成分にそれぞれ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。
 ・(D1)成分について
 (D1)成分を含有するレジスト組成物とすることで、レジストパターンを形成する際に、レジスト膜の露光部と未露光部とのコントラストをより向上させることができる。
 (D1)成分としては、露光により分解して酸拡散制御性を失うものであれば特に限定されず、下記一般式(d1-1)で表される化合物(以下「(d1-1)成分」という。)、下記一般式(d1-2)で表される化合物(以下「(d1-2)成分」という。)及び下記一般式(d1-3)で表される化合物(以下「(d1-3)成分」という。)からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
 (d1-1)~(d1-3)成分は、レジスト膜の露光部においては分解して酸拡散制御性(塩基性)を失うためクエンチャーとして作用せず、レジスト膜の未露光部においてクエンチャーとして作用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
[式中、Rd~Rdは置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基である。但し、式(d1-2)中のRdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していないものとする。Ydは単結合又は2価の連結基である。mは1以上の整数であって、Mm+はそれぞれ独立にm価の有機カチオンである。]
 {(d1-1)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-1)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、それぞれ前記R’201と同様のものが挙げられる。
 これらのなかでも、Rdとしては、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基、置換基を有してもよい脂肪族環式基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルキル基が好ましい。これらの基が有していてもよい置換基としては、水酸基、オキソ基、アルキル基、アリール基、フッ素原子、フッ素化アルキル基、上記一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)でそれぞれ表されるラクトン含有環式基、エーテル結合、エステル結合、またはこれらの組み合わせが挙げられる。エーテル結合やエステル結合を置換基として含む場合、アルキレン基を介していてもよく、この場合の置換基としては、上記式(y-al-1)~(y-al-5)でそれぞれ表される連結基が好ましい。なお、Rdにおける芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、又は鎖状のアルキル基が、置換基として、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)でそれぞれ表される連結基を有する場合、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)において、式(d3-1)中のRdにおける芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、又は鎖状のアルキル基を構成する炭素原子に結合するのが、上記一般式(y-al-1)~(y-al-7)中のV’101である。
 前記芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビシクロオクタン骨格を含む多環構造(ビシクロオクタン骨格とこれ以外の環構造とからなる多環構造)が好適に挙げられる。
 前記脂肪族環式基としては、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等のポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 前記鎖状のアルキル基としては、炭素原子数が1~10であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状のアルキル基;1-メチルエチル基、1-メチルプロピル基、2-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、3-メチルペンチル基、4-メチルペンチル基等の分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。
 前記鎖状のアルキル基が置換基としてフッ素原子又はフッ素化アルキル基を有するフッ素化アルキル基である場合、フッ素化アルキル基の炭素原子数は、1~11が好ましく、1~8がより好ましく、1~4がさらに好ましい。該フッ素化アルキル基は、フッ素原子以外の原子を含有してもよい。フッ素原子以外の原子としては、例えば酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
 以下に、(d1-1)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 ・・カチオン部
 式(d1-1)中、Mm+は、m価の有機カチオンである。
 Mm+の有機カチオンとしては、前記一般式(ca-1)~(ca-3)でそれぞれ表されるカチオンと同様のものが好適に挙げられ、前記一般式(ca-1)で表されるカチオンがより好ましく、前記式(ca-1-1)~(ca-1-70)でそれぞれ表されるカチオンがさらに好ましい。
 (d1-1)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 {(d1-2)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-2)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられる。
 但し、Rdにおける、S原子に隣接する炭素原子にはフッ素原子は結合していない(フッ素置換されていない)ものとする。これにより、(d1-2)成分のアニオンが適度な弱酸アニオンとなり、(D)成分としてのクエンチング能が向上する。
 Rdとしては、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい脂肪族環式基であることが好ましい。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。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[5.2.1.02,6]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);カンファー等から1個以上の水素原子を除いた基であることがより好ましい。
 Rdの炭化水素基は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記式(d1-1)のRdにおける炭化水素基(芳香族炭化水素基、脂肪族環式基、鎖状のアルキル基)が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 以下に、(d1-2)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 ・・カチオン部
 式(d1-2)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1-1)中のMm+と同様である。
 (d1-2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 {(d1-3)成分}
 ・・アニオン部
 式(d1-3)中、Rdは置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられ、フッ素原子を含む環式基、鎖状のアルキル基、又は鎖状のアルケニル基であることが好ましい。中でも、フッ素化アルキル基が好ましく、前記Rdのフッ素化アルキル基と同様のものがより好ましい。
 式(d1-3)中、Rdは、置換基を有してもよい環式基、置換基を有してもよい鎖状のアルキル基、又は置換基を有してもよい鎖状のアルケニル基であり、前記R’201と同様のものが挙げられる。
 なかでも、置換基を有してもよいアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、環式基であることが好ましい。
 Rdにおけるアルキル基は、炭素原子数1~5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。Rdのアルキル基の水素原子の一部が水酸基、シアノ基等で置換されていてもよい。
 Rdにおけるアルコキシ基は、炭素原子数1~5のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~5のアルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、n-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられる。なかでも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
 Rdにおけるアルケニル基は、前記R’201におけるアルケニル基と同様のものが挙げられ、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、1-メチルプロペニル基、2-メチルプロペニル基が好ましい。これらの基はさらに置換基として、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を有していてもよい。
 Rdにおける環式基は、前記R’201における環式基と同様のものが挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサン、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、テトラシクロドデカン等のシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた脂環式基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基が好ましい。Rdが脂環式基である場合、レジスト組成物が有機溶剤に良好に溶解することにより、リソグラフィー特性が良好となる。また、Rdが芳香族基である場合、リソグラフィーにおいて、該レジスト組成物が光吸収効率に優れ、感度やリソグラフィー特性が良好となる。
 式(d1-3)中、Ydは、単結合または2価の連結基である。
 Ydにおける2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい2価の炭化水素基(脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基)、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が挙げられる。これらはそれぞれ、上記式(a2-1)中のYa21における2価の連結基についての説明のなかで挙げた、置換基を有してもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基と同様のものが挙げられる。
 Ydとしては、カルボニル基、エステル結合、アミド結合、アルキレン基又はこれらの組み合わせであることが好ましい。アルキレン基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基であることがより好ましく、メチレン基又はエチレン基であることがさらに好ましい。
 以下に、(d1-3)成分のアニオン部の好ましい具体例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 ・・カチオン部
 式(d1-3)中、Mm+は、m価の有機カチオンであり、前記式(d1-1)中のMm+と同様である。
 (d1-3)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (D1)成分は、上記(d1-1)~(d1-3)成分のいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 レジスト組成物が(D1)成分を含有する場合、レジスト組成物中、(D1)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5~20質量部が好ましく、1~15質量部がより好ましく、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。
 (D1)成分の製造方法:
 前記の(d1-1)成分、(d1-2)成分の製造方法は、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。
 また、(d1-3)成分の製造方法は、特に限定されず、例えば、US2012-0149916号公報に記載の方法と同様にして製造される。
 ・(D2)成分について
 (D)成分としては、上記の(D1)成分に該当しない含窒素有機化合物成分(以下「(D2)成分」という。)を含有してもよい。
 (D2)成分としては、酸拡散制御剤として作用するもので、かつ、(D0)成分及び(D1)成分にそれぞれ該当しないものであれば特に限定されず、公知のものから任意に用いればよい。なかでも、脂肪族アミンが好ましく、この中でも特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンがより好ましい。
 脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素原子数が1~12であることが好ましい。
 脂肪族アミンとしては、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素原子数12以下のアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンもしくはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
 アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n-ヘキシルアミン、n-ヘプチルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルアミン、n-デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n-ヘプチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-n-ペンチルアミン、トリ-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルアミン、トリ-n-ノニルアミン、トリ-n-デシルアミン、トリ-n-ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ-n-オクタノールアミン、トリ-n-オクタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素原子数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。
 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。
 (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、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01~5質量部の範囲で用いられる。上記範囲とすることにより、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等が向上する。
 ≪有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)≫
 本実施形態のレジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、並びにリンのオキソ酸及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下「(E)成分」という)を含有させることができる。
 有機カルボン酸として、具体的には、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸等が挙げられ、その中でも、サリチル酸が好ましい。
 リンのオキソ酸としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
 リンのオキソ酸の誘導体としては、例えば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~15のアリール基等が挙げられる。
 リン酸の誘導体としては、リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
 ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸-ジ-n-ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
 ホスフィン酸の誘導体としては、ホスフィン酸エステルやフェニルホスフィン酸などが挙げられる。
 本実施形態のレジスト組成物において、(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 レジスト組成物が(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.01~5質量部が好ましく、0.05~3質量部がより好ましい。上記範囲とすることにより、感度及びリソグラフィー特性等が向上する。
 ≪フッ素添加剤成分(F)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、疎水性樹脂としてフッ素添加剤成分(以下「(F)成分」という)を含有してもよい。(F)成分は、レジスト膜に撥水性を付与するために使用され、(A)成分とは別の樹脂として用いられることでリソグラフィー特性を向上させることができる。
 (F)成分としては、例えば、特開2010-002870号公報、特開2010-032994号公報、特開2010-277043号公報、特開2011-13569号公報、特開2011-128226号公報に記載の含フッ素高分子化合物を用いることができる。
 (F)成分としてより具体的には、下記一般式(f1-1)で表される構成単位(f1)を有する重合体が挙げられる。この重合体としては、下記式(f1-1)で表される構成単位(f1)のみからなる重合体(ホモポリマー);該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体;該構成単位(f1)とアクリル酸又はメタクリル酸から誘導される構成単位と前記構成単位(a1)との共重合体であることが好ましく、該構成単位(f1)と前記構成単位(a1)との共重合体であることがより好ましい。ここで、該構成単位(f1)と共重合される前記構成単位(a1)としては、1-エチル-1-シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位、1-メチル-1-アダマンチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位が好ましく、1-エチル-1-シクロオクチル(メタ)アクリレートから誘導される構成単位がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
[式中、Rは前記と同様であり、Rf102およびRf103はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を表し、Rf102およびRf103は同じであっても異なっていてもよい。nfは0~5の整数であり、Rf101はフッ素原子を含む有機基である。]
 式(f1-1)中、α位の炭素原子に結合したRは、前記と同様である。Rとしては、水素原子またはメチル基が好ましい。
 式(f1-1)中、Rf102およびRf103のハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のアルキル基としては、上記Rの炭素原子数1~5のアルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましい。Rf102およびRf103の炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基として、具体的には、炭素原子数1~5のアルキル基の水素原子の一部または全部が、ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。なかでもRf102およびRf103としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、メチル基、またはエチル基がより好ましく、水素原子がさらに好ましい。
 式(f1-1)中、nfは0~5の整数であり、0~3の整数が好ましく、1又は2であることがより好ましい。
 式(f1-1)中、Rf101は、フッ素原子を含む有機基であり、フッ素原子を含む炭化水素基であることが好ましい。
 フッ素原子を含む炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のいずれであってもよく、炭素原子数は1~20であることが好ましく、炭素原子数1~15であることがより好ましく、炭素原子数1~10が特に好ましい。
 また、フッ素原子を含む炭化水素基は、当該炭化水素基における水素原子の25%以上がフッ素化されていることが好ましく、50%以上がフッ素化されていることがより好ましく、60%以上がフッ素化されていることが、浸漬露光時のレジスト膜の疎水性が高まることから特に好ましい。
 なかでも、Rf101としては、炭素原子数1~6のフッ素化炭化水素基がより好ましく、トリフルオロメチル基、-CH-CF、-CH-CF-CF、-CH(CF、-CH-CH-CF、-CH-CH-CF-CF-CF-CFが特に好ましい。
 (F)成分の重量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、1000~50000が好ましく、5000~40000がより好ましく、10000~30000が最も好ましい。この範囲の上限値以下であると、レジストとして用いるのにレジスト用溶剤への充分な溶解性があり、この範囲の下限値以上であると、レジスト膜の撥水性が良好である。
 (F)成分の分散度(Mw/Mn)は、1.0~5.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.5が最も好ましい。
 本実施形態のレジスト組成物において、(F)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 レジスト組成物が(F)成分を含有する場合、(F)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、0.5~10質量部であることが好ましく、1~10質量部であることがより好ましい。
 ≪有機溶剤成分(S)≫
 本実施形態のレジスト組成物は、レジスト材料を有機溶剤成分(以下「(S)成分」という)に溶解させて製造することができる。
 (S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジスト組成物の溶剤として公知のものの中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
 (S)成分としては、例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル-n-ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤、ジメチルスルホキシド(DMSO)等が挙げられる。
 本実施形態のレジスト組成物において、(S)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。なかでも、PGMEA、PGME、γ-ブチロラクトン、EL、シクロヘキサノンが好ましい。
 また、(S)成分としては、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶剤も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2の範囲内とすることが好ましい。
 より具体的には、極性溶剤としてEL又はシクロヘキサノンを配合する場合は、PGMEA:EL又はシクロヘキサノンの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましくは2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。さらに、PGMEAとPGMEとシクロヘキサノンとの混合溶剤も好ましい。
 また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ-ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者との質量比が、好ましくは70:30~95:5とされる。
 (S)成分の使用量は、特に限定されず、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定される。一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が0.1~20質量%、好ましくは0.2~15質量%の範囲内となるように(S)成分は用いられる。
 本実施形態のレジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。
 本実施形態のレジスト組成物は、上記レジスト材料を(S)成分に溶解させた後、ポリイミド多孔質膜、ポリアミドイミド多孔質膜等を用いて、不純物等の除去を行ってもよい。例えば、ポリイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター、ポリイミド多孔質膜及びポリアミドイミド多孔質膜からなるフィルター等を用いて、レジスト組成物の濾過を行ってもよい。前記ポリイミド多孔質膜及び前記ポリアミドイミド多孔質膜としては、例えば、特開2016-155121号公報に記載のもの等が例示される。
 以上説明した本実施形態のレジスト組成物は、塩基成分として、一般式(d0)で表される化合物(D0)を含有する。この(D0)成分は、pKaの高い酸を発生させる光崩壊性塩基であるため、酸拡散制御の効果を高められる。加えて、アニオン部が特定の構造、すなわち、芳香族炭化水素基に、炭素数が3個以上の官能基(環構造、分岐鎖状の炭化水素基)が結合した構造であるため、疎水性が高められている。したがって、かかる(D0)成分を含有するレジスト組成物によれば、ラフネス特性、及びディフェクト発生抑制の効果がいずれも高められる、と考えられる。
(レジストパターン形成方法)
 本発明の第2の態様に係るレジストパターン形成方法は、支持体上に、上述した本発明の第1の態様に係るレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を液浸露光する工程、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、プレベーク(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、前記レジスト膜を液浸露光する。該レジスト膜に対し、例えば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)を介した選択的露光を行った後、ベーク(ポストエクスポージャーベーク(PEB))処理を、例えば80~150℃の温度条件にて40~120秒間、好ましくは60~90秒間施す。
 次に、前記レジスト膜を現像処理する。現像処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、アルカリ現像液を用い、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)を用いて行う。
 現像処理後、好ましくはリンス処理を行う。リンス処理は、アルカリ現像プロセスの場合は、純水を用いた水リンスが好ましく、溶剤現像プロセスの場合は、有機溶剤を含有するリンス液を用いることが好ましい。
 溶剤現像プロセスの場合、前記現像処理またはリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液またはリンス液を、超臨界流体により除去する処理を行ってもよい。
 現像処理後またはリンス処理後、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。
 このようにして、レジストパターンを形成することができる。
 支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等が挙げられる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
 露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極端紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV用としての有用性が高く、ArFエキシマレーザーとしての有用性がより高い。
 本実施形態のレジストパターン形成方法は、レジスト膜の露光方法が液浸露光(Liquid Immersion Lithography)である場合に特に有用な方法である。
 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。
 ケトン系溶剤は、構造中にC-C(=O)-Cを含む有機溶剤である。エステル系溶剤は、構造中にC-C(=O)-O-Cを含む有機溶剤である。アルコール系溶剤は、構造中にアルコール性水酸基を含む有機溶剤である。「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素基の炭素原子に結合した水酸基を意味する。ニトリル系溶剤は、構造中にニトリル基を含む有機溶剤である。アミド系溶剤は、構造中にアミド基を含む有機溶剤である。エーテル系溶剤は、構造中にC-O-Cを含む有機溶剤である。
 有機溶剤の中には、構造中に上記各溶剤を特徴づける官能基を複数種含む有機溶剤も存在するが、その場合は、当該有機溶剤が有する官能基を含むいずれの溶剤種にも該当するものとする。例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記分類中のアルコール系溶剤、エーテル系溶剤のいずれにも該当するものとする。
 炭化水素系溶剤は、ハロゲン化されていてもよい炭化水素からなり、ハロゲン原子以外の置換基を有さない炭化水素溶剤である。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
 有機系現像液が含有する有機溶剤としては、上記の中でも、極性溶剤が好ましく、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等が好ましい。
 ケトン系溶剤としては、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)等が挙げられる。これらの中でも、ケトン系溶剤としては、メチルアミルケトン(2-ヘプタノン)が好ましい。
 エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-エチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、2-エトキシブチルアセテート、4-エトキシブチルアセテート、4-プロポキシブチルアセテート、2-メトキシペンチルアセテート、3-メトキシペンチルアセテート、4-メトキシペンチルアセテート、2-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-3-メトキシペンチルアセテート、3-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、4-メチル-4-メトキシペンチルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、ピルビン酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、メチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-メトキシプロピオネート、エチル-3-エトキシプロピオネート、プロピル-3-メトキシプロピオネート等が挙げられる。これらの中でも、エステル系溶剤としては、酢酸ブチルが好ましい。
 ニトリル系溶剤としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル等が挙げられる。
 有機系現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。界面活性剤としては、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
 界面活性剤を配合する場合、その配合量は、有機系現像液の全量に対して、通常0.001~5質量%であり、0.005~2質量%が好ましく、0.01~0.5質量%がより好ましい。
 現像処理は、公知の現像方法により実施することが可能であり、例えば現像液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止する方法(パドル法)、支持体表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している支持体上に一定速度で現像液塗出ノズルをスキャンしながら現像液を塗出し続ける方法(ダイナミックディスペンス法)等が挙げられる。
 溶剤現像プロセスで現像処理後のリンス処理に用いるリンス液が含有する有機溶剤としては、例えば前記有機系現像液に用いる有機溶剤として挙げた有機溶剤のうち、レジストパターンを溶解しにくいものを適宜選択して使用できる。通常、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤およびエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を使用する。これらのなかでも、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びアミド系溶剤から選択される少なくとも1種類が好ましく、アルコール系溶剤およびエステル系溶剤から選択される少なくとも1種類がより好ましく、アルコール系溶剤が特に好ましい。
 リンス液に用いるアルコール系溶剤は、炭素原子数6~8の1価アルコールが好ましく、該1価アルコールは直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。具体的には、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、3-ヘキサノール、3-ヘプタノール、3-オクタノール、4-オクタノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。これらのなかでも、1-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-ヘキサノールが好ましく、1-ヘキサノール、2-ヘキサノールがより好ましい。
 これらの有機溶剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、上記以外の有機溶剤や水と混合して用いてもよい。但し、現像特性を考慮すると、リンス液中の水の配合量は、リンス液の全量に対し、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。
 リンス液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。該添加剤としては、例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、前記と同様のものが挙げられ、非イオン性の界面活性剤が好ましく、非イオン性のフッ素系界面活性剤、又は非イオン性のシリコン系界面活性剤がより好ましい。
 界面活性剤を配合する場合、その配合量は、リンス液の全量に対して、通常0.001~5質量%であり、0.005~2質量%が好ましく、0.01~0.5質量%がより好ましい。
 リンス液を用いたリンス処理(洗浄処理)は、公知のリンス方法により実施できる。該リンス処理の方法としては、例えば一定速度で回転している支持体上にリンス液を塗出し続ける方法(回転塗布法)、リンス液中に支持体を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、支持体表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等が挙げられる。
 以上説明した本実施形態のレジストパターン形成方法によれば、上述したレジスト組成物が用いられているため、ディフェクト発生がより抑制され、加えて、ラフネスがより低減された良好な形状のレジストパターンを形成することができる。
(一般式(d0)で表される化合物)
 本発明の第3の態様に係る化合物は、下記一般式(d0)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
[式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
 この第3の態様に係る化合物は、上述した第1の態様に係るレジスト組成物についての説明における(D0)成分と同一の化合物である。前記式(d0)中のRAr、t、R01、R02、R03、m及びMm+については上記と同様である。
 一般式(d0)で表される化合物としては、前記一般式(d0)における「(Mm+1/m」が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;前記一般式(d0)におけるR01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している化合物(但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記環構造は、置換基を有してもよい。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)が好適なものとして挙げられる。
 この環構造を有する、一般式(d0)で表される化合物について、相互作用間距離(Ra)は、32以上であるものが好ましく、32以上36以下であるものがより好ましく、32.5以上35.5以下であるものがさらに好ましく、33以上35.5以下であるものが特に好ましい。
 なお、相互作用間距離(Ra)は、アニオン部がプロトン化した化合物のハンセン溶解度パラメータと、水のハンセン溶解度パラメータと、の相互作用間距離を示す。
 かかる環構造を有する、一般式(d0)で表される化合物としては、例えば、上記で例示した化合物(D0-1)、化合物(D0-2)、化合物(D0-3)、化合物(D0-4)、化合物(D0-5)、化合物(D0-6)、化合物(D0-7)、化合物(D0-8)、化合物(D0-13)、化合物(D0-14)、化合物(D0-15)、化合物(D0-16)、化合物(D0-17)、化合物(D0-18)等が挙げられる。
 あるいは、一般式(d0)で表される化合物としては、前記一般式(d0)における「(Mm+1/m」が、上記一般式(ca-1)で表されるカチオンであり;前記一般式(d0)におけるR01及びR02がそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03が鎖状の炭化水素基又は水素原子である化合物(但し、前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)が好適なものとして挙げられる。
 この鎖状の炭化水素基を有する、一般式(d0)で表される化合物について、相互作用間距離(Ra)は、32以上であるものが好ましく、32以上37.5以下であるものがより好ましく、32.5以上37以下であるものがさらに好ましく、33以上37以下であるものが特に好ましい。
 かかる鎖状の炭化水素基を有する、一般式(d0)で表される化合物としては、例えば、上記で例示した化合物(D0-9)、化合物(D0-10)、化合物(D0-11)、化合物(D0-12)等が挙げられる。
[一般式(d0)で表される化合物の製造方法]
 (D0)成分は、例えば以下のようにして製造される。すなわち、適当な塩基の存在下で、下記一般式(d0-0)で表される化合物(d0-0)と、下記化学式で表される塩交換用化合物(Xh(Mm+1/m)と、を塩交換反応させることにより、下記一般式(d0)で表される化合物を製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
[式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。Xhは、ハロゲンイオン又はアルキルスルホン酸イオンを表す。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
 前記の反応式中、Xhのハロゲンイオンを構成するハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの中でもフッ素原子が好ましい。
 アルキルスルホン酸イオンにおけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれであってもよい。前記の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1~10であることが好ましく、炭素数1~8であることがより好ましく、炭素数1~4であることがさらに好ましく、メチル基又はエチル基が特に好ましい。前記環状のアルキル基としては、炭素数4~15であることが好ましく、炭素数4~10であることがより好ましく、炭素数6~10であることがさらに好ましい。
 塩基(base)としては、例えばトリエチルアミン、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピリジン等の有機塩基;水素化ナトリウム、KCO、CsCO等の無機塩基等が挙げられる。
 化合物(d0-0)と有機カチオン(Mm+)との塩交換は、従来公知の塩置換方法と同様にして実施できる。たとえば、化合物(d0-0)と塩交換用化合物(Xh(Mm+1/m)とを、水、ジクロロメタン、アセトニトリル、クロロホルム等の溶媒下で撹拌等することにより反応させて実施できる。
 反応温度は、0~100℃程度が好ましく、0~50℃程度がより好ましい。
 反応時間は、化合物(d0-0)と塩交換用化合物との反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、10分間以上24時間以下が好ましく、10分間以上12時間以下がより好ましい。
 塩交換反応が終了した後、反応液中の化合物を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、例えば、濃縮、溶媒抽出、蒸留、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等を適宜組み合わせて用いることができる。
 上記のようにして得られる化合物の構造は、H-核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C-NMRスペクトル法、19F-NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により同定できる。
(酸拡散制御剤)
 本発明の第4の態様に係る酸拡散制御剤は、上述した第3の態様に係る化合物を含むものである。
 かかる酸拡散制御剤は、化学増幅型レジスト組成物用のクエンチャー、例えば上述した第1の態様に係るレジスト組成物のクエンチャーとして有用である。かかる酸拡散制御剤を化学増幅型レジスト組成物に用いることで、解像性が高められ、また、ディフェクト発生が抑制され、かつ、レジストパターンのラフネスがより低減された良好な形状で、微細なパターンを容易に形成できるようになる。
 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
 本実施例では、化学式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と表記し、他の化学式で表される化合物についても同様に表記する。
<化合物の製造>
 [化合物(D0-1)の製造]
 3-フェニルサリチル酸(5g)と、ジクロロメタン(100g)と、トリフェニルスルホニウムブロミド(8g)とを混合した。その後、トリエチルアミン(2.36g)を滴下し、室温にて30分間撹拌して反応液を得た。
 次いで、反応液にイオン交換水(100g)を加え、室温にて30分間撹拌した後、有機相を分取した(水洗操作)。この水洗操作を12回繰り返した。
 次いで、得られた有機相を濃縮することにより、下記化学式(D0-1)で表される化合物(9.4g)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 [化合物(D0-2)~化合物(D0-18)の製造]
 3-フェニルサリチル酸を、それぞれ対応する原料化合物へ変更した以外は、上記[化合物(D0-1)の製造]と同様にして、下記の化学式(D0-2)~化学式(D0-18)で表される各化合物を得た。
 得られた化合物(D0-1)~化合物(D0-18)のそれぞれについてNMR測定を行い、その測定結果から各化合物の構造を同定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 化合物(D0-1):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.60(m,18H),7.35(d,2H),7.22(d,2H),6.62(m,1H)
 化合物(D0-2):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.90-7.52(m,17H),7.44-7.20(m,4H),6.66(m,2H)
 化合物(D0-3):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.60(m,18H),7.42-7.24(m,4H),6.45(m,1H)
 化合物(D0-4):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.92-7.18(m,23H),6.70(m,2H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 化合物(D0-5):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=8.26(t,1H),7.89-7.55(m,21H),7.31(t,1H),7.13(t,1H),6.91(s,1H)
 化合物(D0-6):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=8.60(t,1H),8.19(dd,1H),8.11-7.96(m,2H),7.85-7.51(m,20H),7.28(t,1H),7.10(t,1H),6.87(s,1H)
 化合物(D0-7):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.86-7.35(m,26H),6.80(d,1H)
 化合物(D0-8):
 H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=8.10(d,1H),7.82-7.35(m,19H),6.52(d,1H)
 19F-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=-113.5(s,1F),-112.2(s,1F)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 化合物(D0-9):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.75(m,15H),7.47(d,1H),7.11(dd,1H),6.84(d,1H),2.99(sept,1H),1.20(d,6H)
 化合物(D0-10):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.74(m,15H),7.48(d,1H),7.05(dd,1H),6.88(d,1H),1.32(s,9H)
 化合物(D0-11):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.90-7.72(m,15H),7.20(d,1H),6.89(d,1H),3.15(sept,1H),2.73(sept,1H),1.14(d,12H)
 化合物(D0-12):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.88-7.78(m,15H),7.61(d,1H),7.12(d,1H),1.34(s,9H),1.21(s,9H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 化合物(D0-13):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.75(m,15H),7.16-7.08(m,2H),6.85(t,1H),3.34(m,1H),1.87-1.57(m,8H)
 化合物(D0-14):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.75(m,15H),7.12-7.09(m,2H),6.90(t,1H),3.04(tt,1H),1.66-1.27(m,10H)
 化合物(D0-15):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.75(m,15H),7.32(d,1H),6.88(d,1H),6.62(d,1H),3.02(tt,1H),1.69-1.24(m,14H)
 化合物(D0-16):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.45(m,17H),6.86(d,1H),2.65-1.70(m,15H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 化合物(D0-17):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.60(m,17H),7.35(d,2H),7.22(d,2H),6.62(m,1H),2.45(s,3H)
 化合物(D0-18):H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)=7.89-7.62(m,15H),7.35(d,2H),7.22(d,2H),6.62(m,1H),4.59(s,2H),2.33(s,6H),2.08-1.90(m,4H),1.70-1.50(m,6H),0.83(t,3H)
<レジスト組成物の調製>
 (実施例1~20、比較例1~5)
 表1~3に示す各成分を混合して溶解することにより、各例のレジスト組成物(固形分濃度3.8質量%)をそれぞれ調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000077
 表1~3中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
 (A)-1:下記化学式(A-1)で表される高分子化合物。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7000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.60。共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=50/50。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 (B)-1:下記化学式(B-1)で表される化合物からなる酸発生剤。
 (B)-2:下記化学式(B-2)で表される化合物からなる酸発生剤。
 (B)-3:下記化学式(B-3)で表される化合物からなる酸発生剤。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
 (D)-1~(D)-18:上記の化学式(D0-1)~(D0-18)でそれぞれ表される化合物からなる光崩壊性塩基。
 (D)-19:下記化学式(D1-1)で表される化合物からなる光崩壊性塩基。
 (D)-20:下記化学式(D1-2)で表される化合物からなる光崩壊性塩基。
 (D)-21:下記化学式(D1-3)で表される化合物からなる光崩壊性塩基。
 (D)-22:下記化学式(D1-4)で表される化合物からなる光崩壊性塩基。
 (D)-23:下記化学式(D1-5)で表される化合物からなる光崩壊性塩基。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
 (F)-1:下記化学式(F-1)で表される含フッ素高分子化合物。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25000、分子量分散度(Mw/Mn)は1.50。共重合組成比(構造式中の各構成単位の割合(モル比))はl/m=80/20。
 (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
 (S)-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル
 (S)-3:シクロヘキサノン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
<レジストパターンの形成>
 レジスト膜を形成する工程:
 12インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(ブリューワサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚98nmの有機系反射防止膜を形成した。
 前記有機系反射防止膜上に、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、100℃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100nmのレジスト膜を形成した。
 レジスト膜を液浸露光する工程:
 次いで、前記レジスト膜に対し、液浸用ArF露光装置XT1900Gi[ASML社製;NA(開口数)=1.35,Annular,Sigma0.97/0.78,Y偏向,液浸媒体:超純水]により、フォトマスク(6%ハーフトーン)を介して、ArFエキシマレーザー(193nm)を選択的に照射した。
 その後、100℃で60秒間のポストエクスポージャベーク(PEB)処理を行った。
 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:
 次いで、23℃にて2.38質量%のTMAH水溶液(商品名:NMD-3、東京応化工業株式会社製)で15秒間のアルカリ現像を行った。
 その後、純水を用いて15秒間の水リンスを行い、振り切り乾燥を行った。
 その結果、いずれの例においてもライン幅50nm、ピッチ100nm(マスクサイズ50nm)のラインアンドスペースパターン(以下「LSパターン」という)がそれぞれ形成された。
[LWR(ラインワイズラフネス)の評価]
 前記のLSパターンについて、LWRを示す尺度である3σを求めた。
 「3σ」は、走査型電子顕微鏡(加速電圧500V、商品名:CG5000、日立ハイテクノロジーズ社製)により、ラインの長手方向にラインポジションを400箇所測定し、その測定結果から求めた標準偏差(σ)の3倍値(3σ)(単位:nm)を示す。この結果を「LWR(nm)」として表4~6に示した。
 該3σの値が小さいほど、ライン側壁のラフネスが小さく、より均一な幅のLSパターンが得られたことを意味する。
[WMD(Water Mark Defect)の評価]
 前記のLSパターンについて、表面欠陥観察装置(製品名:KLA2905、KLAテンコール社製)を用い、ウェーハ内トータルの欠陥数(全欠陥数;個数)を測定した。
 1サンプルにつき10回測定し、その平均値の評価結果を「WMD数」として表4~6に示した。欠陥のtargetとしては、大きさ1um以上のものに限定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000084
 表4~6に示す結果から、実施例1~20のレジスト組成物は、比較例1~5レジスト組成物に比べて、ラフネス特性及びディフェクト発生抑制の効果がいずれも高められていること、が確認された。
 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、添付の請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (8)

  1.  露光により酸を発生し、かつ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化するレジスト組成物であって、
     酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分(A)と、
     下記一般式(d0)で表される化合物(D0)と、
    を含有する、レジスト組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
  2.  前記化合物(D0)は、前記一般式(d0)におけるR01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している化合物(但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記環構造は、置換基を有してもよい。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)である、請求項1に記載のレジスト組成物。
  3.  前記化合物(D0)は、前記一般式(d0)におけるR01及びR02がそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03が鎖状の炭化水素基又は水素原子である化合物(但し、前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)である、請求項1に記載のレジスト組成物。
  4.  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、請求項1~3のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
  5.  支持体上に、請求項1~3のいずれか一項に記載のレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を液浸露光する工程、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。
  6.  下記一般式(d0)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、RArは、置換基を有してもよい(t+2)価の芳香族炭化水素基である。tは、1以上の整数である。R01及びR02はそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03は鎖状の炭化水素基又は水素原子であるか、あるいは、R01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している。但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。前記環構造は、置換基を有してもよい。mは1以上の整数であって、Mm+は、m価の有機カチオンである。]
  7.  前記一般式(d0)におけるR01、R02及びR03のうちの2つ以上が、相互に結合して環構造を形成している化合物(但し、R01、R02及びR03のうちの2つが、相互に結合して環構造を形成している場合、当該環構造は脂環であり、残りの1つは鎖状の炭化水素基又は水素原子である。前記環構造は、置換基を有してもよい。前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)である、請求項6に記載の化合物。
  8.  前記一般式(d0)におけるR01及びR02がそれぞれ独立に鎖状の炭化水素基であり、R03が鎖状の炭化水素基又は水素原子である化合物(但し、前記鎖状の炭化水素基は、置換基を有してもよい。)である、請求項6に記載の化合物。
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