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JP2012215839A - Resist composition - Google Patents

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JP2012215839A
JP2012215839A JP2012035879A JP2012035879A JP2012215839A JP 2012215839 A JP2012215839 A JP 2012215839A JP 2012035879 A JP2012035879 A JP 2012035879A JP 2012035879 A JP2012035879 A JP 2012035879A JP 2012215839 A JP2012215839 A JP 2012215839A
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JP
Japan
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group
formula
carbon atoms
represented
resist composition
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Pending
Application number
JP2012035879A
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Japanese (ja)
Inventor
Maiko Goda
真衣子 合田
Koji Ichikawa
幸司 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】優れた断面形状を有するレジストパターンを製造することができるレジスト組成物などを提供すること。
【解決手段】(A)樹脂と、(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤と、(X)式(I)で表される塩と、(D)溶剤とを含有するレジスト組成物、及び該レジスト組成物を用いたレジストパターンの製造方法の提供。

Figure 2012215839

[式中、
Wは、環構成原子として4級窒素原子を1つ含む芳香族性複素環を表す。
nが1である場合、Rは前記4級窒素原子に結合している1価の基を表す。
nが2である場合、Rは、置換基を有してもよいアルカンジイル基などを表す。
n1−は、ハロゲンイオン又は有機アニオンを表す。]
【選択図】なしA resist composition capable of producing a resist pattern having an excellent cross-sectional shape is provided.
A resist composition comprising (A) a resin, (B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt, (X) a salt represented by formula (I), and (D) a solvent. And a method for producing a resist pattern using the resist composition.
Figure 2012215839

[Where:
W represents an aromatic heterocyclic ring containing one quaternary nitrogen atom as a ring constituent atom.
When n is 1, R 1 represents a monovalent group bonded to the quaternary nitrogen atom.
When n is 2, R 1 represents an alkanediyl group which may have a substituent.
An n1- represents a halogen ion or an organic anion. ]
[Selection figure] None

Description

本発明は、レジスト組成物などに関する。   The present invention relates to a resist composition and the like.

レジスト組成物によるレジストパターンの製造は、該レジスト組成物を基板に塗布した塗布膜に遠紫外光を照射し、かかる塗布膜のうち、遠紫外光が照射された部分(露光部)に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、露光部と未露光部(塗布膜中の遠紫外光が照射されていない部分)との現像液に対する溶解性を変化させることによって行われる。   In the production of a resist pattern using a resist composition, a coating film obtained by coating the resist composition on a substrate is irradiated with far-ultraviolet light, and an acid is applied to a portion (exposed portion) irradiated with far-ultraviolet light in the coating film. This is carried out by changing the solubility of the exposed portion and the unexposed portion (the portion of the coating film not irradiated with far ultraviolet light) in the developer by the reaction using this acid as a catalyst.

かかるレジスト組成物には、遠紫外光照射によるエネルギーを受けて、酸を発生する化合物(酸発生剤)と、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂とが含有されている。さらに当該レジスト組成物には、塩基性化合物が含有されることもある。このような塩基性化合物を含有するレジスト組成物として、テトラブチルアンモニウムヒドロキシドを含有するレジスト組成物が、特許文献1に記載されている。   Such a resist composition includes a compound that generates energy upon irradiation with far ultraviolet light (acid generator), and a resin that is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution and can be dissolved in an aqueous alkali solution by the action of an acid. And are contained. Further, the resist composition may contain a basic compound. Patent Document 1 discloses a resist composition containing tetrabutylammonium hydroxide as a resist composition containing such a basic compound.

特開平7−28247号公報JP-A-7-28247

特許文献1記載の上記レジスト組成物から製造されるレジストパターンは、その形状(断面形状)が必ずしも十分に満足できない場合があった。   The resist pattern manufactured from the resist composition described in Patent Document 1 may not always be sufficiently satisfied with its shape (cross-sectional shape).

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕以下の(A)、(B)及び(X)を含有するレジスト組成物。
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂;
(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤;
(X)式(I)で表される塩;

Figure 2012215839

[式(I)中、
Wは、環を構成する原子として4級窒素原子を1つ含む、5又は6員環の芳香族性複素環を表す。
nは1又は2を表す。
nが1である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数3〜24の脂環式飽和炭化水素基及び置換基を有してもよい炭素数2〜12のアルケニル基からなる群より選ばれる、前記4級窒素原子に結合している1価の基を表す。
nが2である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルカンジイル基を表す。
n1は、Aの電荷数を表し、n2はAn1−の個数を表し、n1×n2=nの関係を満たす。An1−は、ハロゲンイオン又は有機アニオンを表す。]
〔2〕前記(X)は、
前記式(I)のnが1であり、かつ
Figure 2012215839

で表される部分構造が、以下の式(I−a)で表される構造の塩である、前記〔1〕記載のレジスト組成物。
Figure 2012215839

[式(I−a)中、
は、酸素原子、硫黄原子又はN(R13)で表される基であり、
10、R11、R12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基である。]
〔3〕前記(X)が、1−メチル−3−メチルイミダゾールカチオン又は1−メチル−3−エチルイミダゾールカチオンを有する塩である、前記〔1〕記載のレジスト組成物。
〔4〕前記式(I)のAn1−が、ヨウ素アニオン、有機スルホン酸アニオン、有機スルホンアミドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔5〕前記(B)が、以下の式(B1)で表される塩からなる酸発生剤である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載のレジスト組成物。
Figure 2012215839
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。]
〔6〕前記式(B1)のLb1が、以下の式(b1−1)で表される基である、前記〔5〕記載の組成物。
Figure 2012215839
[式(b1−1)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15のアルカンジイル基を表す。
左側の*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子と結合する結合手であり、右側の*は、Yと結合する結合手である。]
〔7〕前記式(B1)のYが、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の脂環式炭化水素基である、前記〔5〕又は〔6〕記載のレジスト組成物。
〔8〕さらに溶剤を含有する前記〔1〕〜〔7〕のいずれか記載のレジスト組成物。
〔9〕(1)前記〔8〕記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention includes the following inventions.
[1] A resist composition containing the following (A), (B) and (X).
(A) a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
(B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt;
(X) a salt represented by the formula (I);
Figure 2012215839

[In the formula (I),
W represents a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring containing one quaternary nitrogen atom as an atom constituting the ring.
n represents 1 or 2.
When n is 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a substituent, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 24 carbon atoms that may have a substituent, and The monovalent group couple | bonded with the said quaternary nitrogen atom chosen from the group which consists of a C2-C12 alkenyl group which may have a substituent is represented.
When n is 2, R < 1 > represents the C1-C8 alkanediyl group which may have a substituent.
n1 represents the number of charges of A, n2 represents the number of A n1− , and satisfies the relationship of n1 × n2 = n. An n1- represents a halogen ion or an organic anion. ]
[2] (X)
N in the formula (I) is 1, and
Figure 2012215839

The resist composition according to [1] above, wherein the partial structure represented by the formula (Ia) is a salt having a structure represented by the following formula (Ia).
Figure 2012215839

[In the formula (Ia),
R 2 is a group represented by an oxygen atom, a sulfur atom or N (R 13 ),
R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. ]
[3] The resist composition according to [1], wherein (X) is a salt having 1-methyl-3-methylimidazole cation or 1-methyl-3-ethylimidazole cation.
[4] The resist composition according to any one of [1] to [3], wherein An n1- in the formula (I) is an iodine anion, an organic sulfonate anion, an organic sulfonamide anion, or an organic carboxylate anion. .
[5] The resist composition according to any one of [1] to [4], wherein (B) is an acid generator composed of a salt represented by the following formula (B1).
Figure 2012215839
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. .
Y represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfonyl group Alternatively, it may be replaced with a carbonyl group.
Z + represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
[6] The composition according to [5], wherein L b1 in the formula (B1) is a group represented by the following formula (b1-1).
Figure 2012215839
[In the formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 15 carbon atoms.
The * on the left side is a bond that bonds to the carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ), and the * on the right side is a bond that bonds to Y. ]
[7] The resist composition according to [5] or [6], wherein Y in the formula (B1) is an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent.
[8] The resist composition according to any one of [1] to [7], further containing a solvent.
[9] (1) A step of applying the resist composition according to [8] on a substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A method for producing a resist pattern, comprising: a step of heating the composition layer after exposure; and (5) a step of developing the composition layer after heating.

本発明のレジスト組成物によれば、優れた断面形状のレジストパターンを製造することができる。   According to the resist composition of the present invention, a resist pattern having an excellent cross-sectional shape can be produced.

図1は、レジストパターンの断面形状の良否を模式的に表す図であり、(a)は良好な断面形状を表し、(b)はトップ形状がT字型である断面形状を表す。1A and 1B are diagrams schematically showing the cross-sectional shape of a resist pattern, where FIG. 1A shows a good cross-sectional shape, and FIG. 1B shows a cross-sectional shape whose top shape is T-shaped.

本発明のレジスト組成物(以下、場合により「本レジスト組成物」という。)は、前記(X)の塩(以下、場合により「塩(X)」という。)を含有することを特徴とする。また、本レジスト組成物は、
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂(以下、場合による「樹脂(A)」という。);
(B)酸発生剤(以下、場合による「酸発生剤(B)」という。);
を含有し、さらに必要に応じて当技術分野で公知の塩基性化合物(以下、場合により「塩基性化合物(C)」という。)を含有することもある。
本レジスト組成物は、さらに(D)溶剤(以下、場合により「溶剤(D)」という。)を含有していることが好ましい。
以下、塩(X)に関して、好適なものを中心に説明する。さらに、樹脂(A)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及び溶剤(D)などについても好適なものを説明し、これらを含有する本レジスト組成物の調製方法、及び本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関して説明する。
The resist composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present resist composition”) contains the salt (X) (hereinafter sometimes referred to as “salt (X)”). . In addition, the resist composition is
(A) A resin that is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkaline solution and can be dissolved in an aqueous alkaline solution by the action of an acid (hereinafter referred to as “resin (A)”).
(B) an acid generator (hereinafter referred to as “acid generator (B)” in some cases);
And may contain a basic compound known in the art (hereinafter sometimes referred to as “basic compound (C)”) as necessary.
The resist composition preferably further contains (D) a solvent (hereinafter sometimes referred to as “solvent (D)”).
Hereinafter, with respect to the salt (X), a suitable one will be mainly described. Further, the resin (A), the acid generator (B), the basic compound (C), the solvent (D) and the like are also described as suitable, and a method for preparing the present resist composition containing these, and the present resist A method for producing a resist pattern using the composition will be described.

本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、以下の置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基のように直鎖状又は分岐状をとることができるものは、そのいずれをも含む。立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。以下の置換基の例示において、「C」に付して記載した数値は、各々の基の炭素数を示すものである。
さらに、本明細書において、「(メタ)アクリル系モノマー」とは、「CH2=CH−CO−」又は「CH2=C(CH3)−CO−」の構造を有するモノマーの少なくとも1種を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」及び「(メタ)アクリル酸」とは、それぞれ「アクリレート及びメタクリレートの少なくとも1種」並びに「アクリル酸及びメタクリル酸の少なくとも1種」を意味する。
In the present specification, unless otherwise specified, the following examples of substituents are applied to any chemical structural formula having the same substituents while appropriately selecting the number of carbon atoms. Among the aliphatic hydrocarbon groups, those that can be linear or branched, such as an alkyl group, include any of them. When stereoisomers exist, all stereoisomers are included. In the following examples of substituents, the numerical value attached to “C” indicates the number of carbon atoms of each group.
Further, in the present specification, "(meth) acrylic monomer", "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- " at least one monomer having the structure Means. Similarly, “(meth) acrylate” and “(meth) acrylic acid” mean “at least one of acrylate and methacrylate” and “at least one of acrylic acid and methacrylic acid”, respectively.

本明細書において、「炭化水素基」とは、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を包含する。該脂肪族炭化水素基はさらに鎖式及び脂環式に分類される。   In the present specification, the “hydrocarbon group” includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group is further classified into a chain type and an alicyclic type.

鎖式の脂肪族炭化水素基(鎖式炭化水素基)のうち1価のものは、典型的にはアルキル基であり、当該アルキル基としては、メチル基(C)、エチル基(C)、プロピル基(C)、ブチル基(C)、ペンチル基(C)、ヘキシル基(C)、ヘプチル基(C)、オクチル基(C)、デシル基(C10)、ドデシル基(C12)、ヘキサデシル基(C14)、ペンタデシル基(C15)、ヘキシルデシル基(C16)、ヘプタデシル基(C17)及びオクタデシル基(C18)などが挙げられる。この鎖式炭化水素基は特に限定しない限り、ここに例示したアルキル基の一部に炭素炭素二重結合を含んでいてもよいが、このような炭素炭素二重結合などを有さない、飽和の鎖式炭化水素基、特に飽和のアルキル基が好ましい。2価の鎖式炭化水素基は、ここに示したアルキル基から水素原子を1個取り去ったアルカンジイル基が該当する。 Of the chain aliphatic hydrocarbon groups (chain hydrocarbon groups), the monovalent one is typically an alkyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group (C 1 ), an ethyl group (C 2 ), Propyl group (C 3 ), butyl group (C 4 ), pentyl group (C 5 ), hexyl group (C 6 ), heptyl group (C 7 ), octyl group (C 8 ), decyl group (C 10 ) , Dodecyl group (C 12 ), hexadecyl group (C 14 ), pentadecyl group (C 15 ), hexyldecyl group (C 16 ), heptadecyl group (C 17 ) and octadecyl group (C 18 ). Unless particularly limited, this chain hydrocarbon group may contain a carbon-carbon double bond in a part of the alkyl groups exemplified herein, but does not have such a carbon-carbon double bond, etc. Of these, a chain hydrocarbon group, particularly a saturated alkyl group, is preferred. The divalent chain hydrocarbon group corresponds to an alkanediyl group obtained by removing one hydrogen atom from the alkyl group shown here.

脂環式の脂肪族炭化水素基(以下、場合により「脂環式炭化水素基」という。)のうち1価のものは、典型的には、脂環式炭化水素から水素原子1個を取り去った基である。当該脂環式炭化水素基には、炭素炭素不飽和結合1個程度を含む不飽和脂環式炭化水素基でもよく、炭素炭素不飽和結合を含まない脂環式飽和炭化水素基でもよいが、本明細書でいう脂環式炭化水素基は飽和であると好ましい。また、脂環式炭化水素基は単環式のものであっても、多環式のものであってもよい。ここでは、水素原子を取り去る前の脂環式炭化水素を例示することにより、脂環式炭化水素基を例示することにする。単環式の脂環式炭化水素は、以下の式(KA−1)〜(KA−7)で表されるシクロアルカンである。

Figure 2012215839
Monovalent alicyclic aliphatic hydrocarbon groups (hereinafter sometimes referred to as “alicyclic hydrocarbon groups”) typically remove one hydrogen atom from an alicyclic hydrocarbon. It is a group. The alicyclic hydrocarbon group may be an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing about one carbon-carbon unsaturated bond or an alicyclic saturated hydrocarbon group containing no carbon-carbon unsaturated bond, The alicyclic hydrocarbon group referred to in this specification is preferably saturated. The alicyclic hydrocarbon group may be monocyclic or polycyclic. Here, an alicyclic hydrocarbon group will be illustrated by illustrating an alicyclic hydrocarbon before removing a hydrogen atom. The monocyclic alicyclic hydrocarbon is a cycloalkane represented by the following formulas (KA-1) to (KA-7).
Figure 2012215839

多環式の脂環式炭化水素は、以下の式(KA−8)〜(KA−22)で表されるシクロアルカンの水素原子を1個取り去った基である。

Figure 2012215839

2価の脂環式炭化水素基としては、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基が挙げられる。 The polycyclic alicyclic hydrocarbon is a group in which one hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-8) to (KA-22) is removed.
Figure 2012215839

Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include groups in which two hydrogen atoms have been removed from the alicyclic hydrocarbon of the formula (KA-1) to the formula (KA-22).

本明細書において、1価の芳香族炭化水素基は典型的には、アリール基である。1価の芳香族炭化水素基は、具体的には、フェニル基(C)、ナフチル基(C10)、アントリル基(C14)、ビフェニル基(C12)、フェナントリル基(C14)及びフルオレニル基(C13)などである。2価の芳香族炭化水素基とは典型的には、1価の芳香族炭化水素基から、さらに1個の水素原子を取り去ったアリーレン基である。 In the present specification, the monovalent aromatic hydrocarbon group is typically an aryl group. Specific examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group include a phenyl group (C 6 ), a naphthyl group (C 10 ), an anthryl group (C 14 ), a biphenyl group (C 12 ), a phenanthryl group (C 14 ), and And a fluorenyl group (C 13 ). The divalent aromatic hydrocarbon group is typically an arylene group obtained by further removing one hydrogen atom from a monovalent aromatic hydrocarbon group.

脂肪族炭化水素基は置換基を有することがある。このような置換基は、そのつど定義する。代表的な置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基が挙げられる。   The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. Such substituents are defined each time. Typical examples of the substituent include a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an aryloxy group.

ハロゲン原子は特に限定のない限り、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子である。
アルコキシ基としては、メトキシ基(C)、エトキシ基(C)、プロポキシ基(C)、ブトキシ基(C)、ペンチルオキシ基(C)、ヘキシルオキシ基(C)、ヘプチルオキシ基(C7)、オクチルオキシ基(C8)、デシルオキシ基(C10)及びドデシルオキシ基(C12)などである。
アシル基の具体例は、アセチル基(C)、プロピオニル基(C)、ブチリル基(C)、バレイル基(C)、ヘキサノイル基(C)、ヘプタノイル基(C7)、オクタノイル基(C8)、デカノイル基(C10)及びドデカノイル基(C12)などのアルキル基とカルボニル基とが結合したものに加え、ベンゾイル基(C7)などのようにアリール基とカルボニル基とが結合したものを含む。
アリール基の具体例は、上述の芳香族炭化水素基のアリール基として例示したものと同じであり、アリールオキシ基の具体例は、当該アリール基と酸素原子とが結合したものである。
アラルキル基の具体例は、ベンジル基(C7)、フェネチル基(C8)、フェニルプロピル基(C9)、ナフチルメチル基(C11)及びナフチルエチル基(C12)などである。
The halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom unless otherwise specified.
Examples of alkoxy groups include methoxy group (C 1 ), ethoxy group (C 2 ), propoxy group (C 3 ), butoxy group (C 4 ), pentyloxy group (C 5 ), hexyloxy group (C 6 ), heptyl Examples thereof include an oxy group (C 7 ), an octyloxy group (C 8 ), a decyloxy group (C 10 ), and a dodecyloxy group (C 12 ).
Specific examples of the acyl group are acetyl group (C 2 ), propionyl group (C 3 ), butyryl group (C 4 ), valeryl group (C 5 ), hexanoyl group (C 6 ), heptanoyl group (C 7 ), octanoyl In addition to those in which an alkyl group such as a group (C 8 ), decanoyl group (C 10 ) and dodecanoyl group (C 12 ) and a carbonyl group are bonded, an aryl group and a carbonyl group such as a benzoyl group (C 7 ) Including the combination of
Specific examples of the aryl group are the same as those exemplified as the aryl group of the above-mentioned aromatic hydrocarbon group, and specific examples of the aryloxy group are those in which the aryl group and an oxygen atom are bonded.
Specific examples of the aralkyl group include a benzyl group (C 7 ), a phenethyl group (C 8 ), a phenylpropyl group (C 9 ), a naphthylmethyl group (C 11 ), and a naphthylethyl group (C 12 ).

芳香族炭化水素基も置換基を有することがある。このような置換基はそのつど定義するが、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、アルキル基及びアリールオキシ基を挙げることができる。これらのうち、アルキル基は、鎖式脂肪族炭化水素基として例示したものと同じであり、芳香族炭化水素基に任意に有する置換基のうち、アルキル基以外のものは、脂肪族炭化水素基の置換基として例示したものと同じものを含む。   The aromatic hydrocarbon group may also have a substituent. Although such a substituent is defined each time, a halogen atom, an alkoxy group, an acyl group, an alkyl group, and an aryloxy group can be mentioned. Among these, the alkyl group is the same as those exemplified as the chain aliphatic hydrocarbon group, and among the substituents optionally present in the aromatic hydrocarbon group, those other than the alkyl group are aliphatic hydrocarbon groups. The same thing as what was illustrated as a substituent of is included.

<塩(X)>
本レジスト組成物に含有される塩(X)は上述のとおり、式(I)で表される。繰り返しになるが、式(I)を以下に示す。

Figure 2012215839

式(I)中、
Wは、環を構成する原子(環構成原子)として4級窒素原子を1つ含む、5又は6員環の芳香族性複素環を表す。
nは1又は2を表す。
nが1である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数3〜24の脂環式飽和炭化水素基及び置換基を有してもよい炭素数2〜12のアルケニル基からなる群より選ばれる、前記正に電荷した窒素原子に結合している1価の基を表す。
nが2である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルカンジイル基を表す。
n1は、Aの電荷数を表し、n2はAn1−の個数を表し、n1×n2=nの関係を満たす。An1−は、ハロゲンイオン又は有機アニオンを表す。]
なお、以下の説明において、塩(X)を構成する
Figure 2012215839

で表されるカチオンを、場合により「カチオン(X)」といい、
塩(X)を構成するAn1−で表されるアニオンを、場合により「アニオン(X)」という。 <Salt (X)>
The salt (X) contained in the resist composition is represented by the formula (I) as described above. Again, formula (I) is shown below.
Figure 2012215839

In formula (I),
W represents a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring containing one quaternary nitrogen atom as an atom constituting the ring (ring-constituting atom).
n represents 1 or 2.
When n is 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a substituent, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 24 carbon atoms that may have a substituent, and The monovalent group couple | bonded with the said positively charged nitrogen atom chosen from the group which consists of a C2-C12 alkenyl group which may have a substituent is represented.
When n is 2, R < 1 > represents the C1-C8 alkanediyl group which may have a substituent.
n1 represents the number of charges of A, n2 represents the number of A n1− , and satisfies the relationship of n1 × n2 = n. An n1- represents a halogen ion or an organic anion. ]
In addition, in the following description, salt (X) is comprised.
Figure 2012215839

The cation represented by is sometimes referred to as “cation (X)”,
The anion represented by An n1 − constituting the salt (X) is sometimes referred to as “anion (X)”.

上述のとおり、塩(X)のWは、環を構成する4級窒素原子を1つ含む、5又は6員環の芳香族性複素環であり、該4級窒素原子は正の荷電を有する。ここでいう芳香族性複素環とは、芳香族性を示す複素環をいう。
5員環の芳香族性複素環を、具体的に例示すると、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環及びトリアゾール環などにおいて、環構成原子のうちの1つが4級窒素原子である環を挙げることができる。これらの中でも、好ましくは、オキサゾール環、チアゾール環及びイミダゾール環、より好ましくはオキサゾール環及びイミダゾール環、特に好ましくはイミダゾール環の環構成原子のうちの1つが4級窒素原子である環が挙げられる。。一方、6員環の芳香族性複素環を、具体的に例示すると、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環及びトリアジン環などにおいて、環構成原子のうちの1つが4級窒素原子である環が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ピリジン環の環構成原子のうちの1つが4級窒素原子である環が挙げられる。
As described above, W of the salt (X) is a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring containing one quaternary nitrogen atom constituting the ring, and the quaternary nitrogen atom has a positive charge. . The aromatic heterocyclic ring here refers to a heterocyclic ring exhibiting aromaticity.
Specific examples of the 5-membered aromatic heterocycle include oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, thiadiazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, and the like. Mention may be made of a ring in which one of them is a quaternary nitrogen atom. Among these, Preferably, an oxazole ring, a thiazole ring and an imidazole ring, more preferably an oxazole ring and an imidazole ring, particularly preferably a ring in which one of the ring constituent atoms of the imidazole ring is a quaternary nitrogen atom. . On the other hand, specific examples of the 6-membered aromatic heterocycle include pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring and triazine ring, and one of the ring constituent atoms is a quaternary nitrogen atom. A ring is mentioned. Among these, Preferably, the ring whose one of the ring member atoms of a pyridine ring is a quaternary nitrogen atom is mentioned.

次に、塩(X)のRについて説明する。Rはnが1であるか2であるかによって異なる。
nが1である場合、RはWの環構成原子である4級窒素原子に結合している1価の基であり、例えば、カチオン(X)は以下の式で示される。

Figure 2012215839
この式において、環Wの環構成原子のうち、Rと結合している原子は4級窒素原子であることを表している。R1は、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脂環式飽和炭化水素基及び置換基を有してもよいアルケニル基からなる群より選ばれる。該アルキル基としては、その炭素数が1〜12の範囲において、すでに例示したものを含む。該脂環式飽和炭化水素基も、炭素数3〜24の範囲であり、且つ炭素炭素不飽和結合を有さない範囲で、すでに例示したものを含む。該アルケニル基は、炭素数2〜12の範囲内で例示したアルキル基から水素原子を2個取り去ったものであり、その具体例は、ビニル基及び1−プロペニル基などである。また、ここに示したアルキル基、脂肪族飽和炭化水素基及びアルケニル基は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては例えば、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基(メトキシ基及びエトキシ基など)、アリール基(フェニル基及びトルイル基など)、アラルキル基(ベンジル基など)、アリールオキシ基(フェノキシ基など)、アルキルチオ基(メチルチオ基及びエチルチオ基など)、カルボキシアルキル基(2−カルボキシエチル基など)、アルコキシカルボニル基(エトキシカルボニル基など)、炭酸エステル基(エトキシカルボニルオキシ基など)、アシル基(アセチル基、プロピオニル基及びベンゾイル基など)、スルホニル基(メタンスルホニル基及びベンゼンスルホニル基など)、アシルオキシ基(アセトキシ基及びベンゾイルオキシ基など)、スルホニルオキシ基(メタンスルホニルオキシ基及びトルエンスルホニルオキシ基など)、ホスホニル基(ジエチルホスホニル基など)、アミド基(アセチルアミノ基及びベンゾイルアミノ基など)、カルバモイル基(N,N−ジメチルカルバモイル基など)及び複素環基(ピリジル基、イミダゾリル基及びフラニル基など)などが挙げられるが、塩(X)の製造上の容易さなどを考慮すると、Rが置換基を有さないアルキル基、置換基を有さない脂環式飽和炭化水素基又は置換基を有さないアルケニル基である塩(X)が好ましい。 Next, R 1 of the salt (X) will be described. R 1 differs depending on whether n is 1 or 2.
When n is 1, R 1 is a monovalent group bonded to a quaternary nitrogen atom that is a ring-constituting atom of W. For example, cation (X) is represented by the following formula.
Figure 2012215839
In this formula, among the ring-constituting atoms of ring W, the atom bonded to R 1 is a quaternary nitrogen atom. R1 is selected from the group consisting of an alkyl group that may have a substituent, an alicyclic saturated hydrocarbon group that may have a substituent, and an alkenyl group that may have a substituent. Examples of the alkyl group include those already exemplified in the range of 1 to 12 carbon atoms. The alicyclic saturated hydrocarbon group also includes those already exemplified in the range of 3 to 24 carbon atoms and no carbon-carbon unsaturated bond. The alkenyl group is obtained by removing two hydrogen atoms from an alkyl group exemplified in the range of 2 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include a vinyl group and a 1-propenyl group. The alkyl group, aliphatic saturated hydrocarbon group and alkenyl group shown here may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkoxy group (such as a methoxy group and an ethoxy group), an aryl group (such as a phenyl group and a toluyl group), an aralkyl group (such as a benzyl group), and an aryloxy group ( Phenoxy group), alkylthio group (such as methylthio group and ethylthio group), carboxyalkyl group (such as 2-carboxyethyl group), alkoxycarbonyl group (such as ethoxycarbonyl group), carbonate group (such as ethoxycarbonyloxy group), acyl Groups (such as acetyl, propionyl and benzoyl groups), sulfonyl groups (such as methanesulfonyl and benzenesulfonyl groups), acyloxy groups (such as acetoxy and benzoyloxy groups), sulfonyloxy groups (such as methanesulfonyloxy and Enesulfonyloxy group etc.), phosphonyl group (diethylphosphonyl group etc.), amide group (acetylamino group and benzoylamino group etc.), carbamoyl group (N, N-dimethylcarbamoyl group etc.) and heterocyclic group (pyridyl group, Imidazolyl group, furanyl group, etc.), but considering the ease of production of the salt (X), R 1 is an alkyl group having no substituent, an alicyclic saturated group having no substituent A salt (X) which is a hydrocarbon group or an alkenyl group having no substituent is preferred.

一方、nが2である場合のRは、置換基を有していてよい炭素数1〜8のアルカンジイル基であり、この場合のRは、環Wの環構成原子である4級窒素原子と結合していても、結合していなくてもよい。例えば、2つの環Wの環構成原子のうち、Rと結合している原子がともに4級窒素原子であるカチオン(X)は以下の式で表される。

Figure 2012215839
のアルカンジイル基は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。また、このアルカンジイル基が任意に有する置換基は、nが1である場合のRのアルキル基などが任意に有することもある置換基として例示したものと同じである。ただし、nが2である塩(X)についても、該塩(X)の製造上の容易さなどを考慮すると、Rが置換基を有さないアルカンジイル基が好ましい。 On the other hand, when n is 2, R 1 is an optionally substituted alkanediyl group having 1 to 8 carbon atoms. In this case, R 1 is a quaternary atom that is a ring-constituting atom of ring W. It may or may not be bonded to the nitrogen atom. For example, among the ring-constituting atoms of two rings W, a cation (X) in which both atoms bonded to R 1 are quaternary nitrogen atoms is represented by the following formula.
Figure 2012215839
The alkanediyl group of R 1 includes those already exemplified within this range of carbon number. Moreover, the substituent which this alkanediyl group arbitrarily has is the same as those exemplified as the substituent which the alkyl group of R 1 and the like when n is 1 may optionally have. However, for the salt (X) where n is 2, considering the ease of production of the salt (X), an alkanediyl group in which R 1 has no substituent is preferable.

塩(X)を構成するカチオン(X)のうち、nが1の場合のカチオン(X)としては、下記に示すものが挙げられる。

Figure 2012215839

これらのカチオン(X)の中でも、式(I−C−1)〜式(I−C−9)及び式(I−C−26)でそれぞれ表されるものが好ましく、式(I−C−1)、式(I−C−9)及び式(I−C−26)でそれぞれ表されるものがさらに好ましい。 Among cations (X) constituting the salt (X), cations (X) when n is 1 include those shown below.
Figure 2012215839

Among these cations (X), those represented by formula (IC-1) to formula (IC-9) and formula (IC-26) are preferable, and the formula (IC-C- Those represented by 1), formula (IC-9) and formula (IC-26), respectively, are more preferred.

一方、塩(X)を構成するカチオン(X)のうち、nが2の場合のカチオン(X)としては、下記に示すものが挙げられる。

Figure 2012215839

これらのカチオン(X)の中でも、式(I−C−22)及び式(I−C−25)でそれぞれ表されるものが好ましく、式(I−C−25)で表されるものがさらに好ましい。 On the other hand, among cations (X) constituting the salt (X), cations (X) when n is 2 include those shown below.
Figure 2012215839

Among these cations (X), those represented by formula (IC-22) and formula (IC-25) are preferable, and those represented by formula (IC-25) are further included. preferable.

次に、塩(X)のアニオン(X)[An1−]について具体例を示しつつ説明する。該アニオン(X)の中でも、n1が1であるアニオン(X)、すなわち、Aで表されるアニオン(X)が好ましい。なお、カチオン(X)のnが2である場合、当該カチオン(X)1当量と、n1が1であるアニオン(X)2当量(n2が2)とにより塩(X)が構成されている。 Next, the anion (X) [A n1- ] of the salt (X) will be described with specific examples. Among the anions (X), an anion (X) where n1 is 1, that is, an anion (X) represented by A is preferable. When n of cation (X) is 2, salt (X) is composed of 1 equivalent of cation (X) and 2 equivalents of anion (X) where n1 is 1 (n2 is 2). .

n1が1である場合の好適なアニオン(X)としては例えば、以下に示すアニオンが例示できる。

Figure 2012215839
Examples of suitable anions (X) when n1 is 1 include the following anions.
Figure 2012215839

以上の具体例の中でも、アニオン(X)は、ハロゲンイオン[(I−A−1)〜(I−A−3)]、有機スルホン酸アニオン[(I−A−4)〜(I−A−6)、(I−A−23)]、有機スルホンアミドアニオン[(I−A−7)〜(I−A−9)]及び有機カルボン酸アニオン[(I−A−10)〜(I−A−19)、(I−A−21)]が好ましく、ハロゲンイオン、有機スルホン酸アニオン及び有機カルボン酸イオンがさらに好ましい。なお、ハロゲンイオンの中では、ヨウ素アニオン、塩素アニオン[(I−A−1)、(I−A−3)]が特に好ましい。   Among the above specific examples, the anion (X) includes halogen ions [(IA-1) to (IA-3)], organic sulfonate anions [(IA-4) to (IA). -6), (IA-23)], organic sulfonamide anions [(IA-7) to (IA-9)] and organic carboxylate anions [(IA-10) to (I -A-19) and (IA-21)] are preferable, and a halogen ion, an organic sulfonate anion, and an organic carboxylate ion are more preferable. Among halogen ions, iodine anions and chlorine anions [(IA-1), (IA-3)] are particularly preferable.

以上、塩(X)を構成するカチオン(X)及びアニオン(X)の各々について具体例、好適例を挙げて説明した。塩(X)はかかるカチオン(X)とアニオン(X)とを任意に組み合わせることができるが、ここで、好適な組み合わせを示すことにする。該組み合わせは、例えば表1及び表2に示すものである。なお、これらの表において、式(I−C−1)で表されるカチオン(X)などを、その式番号に応じて、「(I−C−1)」などと表し、式(I−A−1)で表されるアニオン(X)などを、その式番号に応じて「(I−A−1)」などと表す。   The cation (X) and the anion (X) constituting the salt (X) have been described above with specific examples and suitable examples. The salt (X) can arbitrarily combine the cation (X) and the anion (X), and here, a suitable combination will be shown. The combinations are shown in Tables 1 and 2, for example. In these tables, the cation (X) represented by the formula (I-C-1) is represented as “(I-C-1)” according to the formula number, and the formula (I— The anion (X) represented by A-1) is represented as “(I-A-1)” or the like according to the formula number.

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

表1及び表3に示す塩(X)のうち、(I−1)〜(I−31)の塩(X)、(I−72)の塩(X)及び(I−74)の塩(X)が好ましく、(I−1)〜(I−5)の塩(X)、(I−12)〜(I−31)の塩(X)、(I−72)の塩(X)及び(I−74)の塩(X)が、より好ましく、(I−12)〜(I−21)の塩、(I−72)の塩(X)及び(I−74)の塩(X)がさらに好ましい。   Among the salts (X) shown in Table 1 and Table 3, the salts (X) of (I-1) to (I-31), the salts (X) of (I-72) and the salts of (I-74) ( X) is preferred, salt (X) of (I-1) to (I-5), salt (X) of (I-12) to (I-31), salt (X) of (I-72) and The salt (X) of (I-74) is more preferable, the salt of (I-12) to (I-21), the salt (X) of (I-72) and the salt (X) of (I-74) Is more preferable.

塩(X)は、
カチオン(X)と、アニオン(X)以外のアニオンとで構成されている原料塩(1)、及び、
アニオン(X)とカチオン(X)以外のカチオンとで構成されている原料塩(2)をそれぞれ準備し、かかる原料塩(1)と原料塩(2)とを反応させることにより、イオン交換させて製造できる。また、塩(X)のうち、例えば、1−アルキル−3−アルキルイミダゾールアイオダイド(1−アルキル−3−アルキルイミダゾールアイオダイド)などは、市場から容易に入手できるものである。かかる1−アルキル−3−アルキルイミダゾールアイオダイドを構成しているヨウ素イオンを例えば、式(I−A−5)で表されるスルホン酸アニオンに変換するためには、該1−アルキル−3−アルキルイミダゾールアイオダイドと、p-トルエンスルホン酸ナトリウム塩とを反応させるといった方法が用いられる。
Salt (X) is
A raw material salt (1) composed of a cation (X) and an anion other than the anion (X), and
A raw material salt (2) composed of an anion (X) and a cation other than the cation (X) is prepared, and the raw material salt (1) and the raw material salt (2) are reacted to perform ion exchange. Can be manufactured. Further, among the salts (X), for example, 1-alkyl-3-alkylimidazole iodide (1-alkyl-3-alkylimidazole iodide) can be easily obtained from the market. In order to convert the iodine ion constituting the 1-alkyl-3-alkylimidazole iodide into, for example, a sulfonate anion represented by the formula (IA-5), the 1-alkyl-3- A method in which an alkylimidazole iodide is reacted with p-toluenesulfonic acid sodium salt is used.

<樹脂(A)>
本レジスト組成物に含有される樹脂(A)は上述のとおり、アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る特性(以下、場合により「酸作用特性」という。)を有する。かかる樹脂(A)を含有することにより、本レジスト組成物は、後述する酸発生剤(B)から発生される酸の作用により、レジストパターンを製造することができる。なお、「酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る」とは、「酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。
<Resin (A)>
As described above, the resin (A) contained in the resist composition is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution, and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter, sometimes referred to as “acid action characteristic”). ). By containing this resin (A), this resist composition can manufacture a resist pattern by the effect | action of the acid generate | occur | produced from the acid generator (B) mentioned later. Note that “can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid” means “insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution before contact with an acid, but soluble in an alkaline aqueous solution after contact with an acid”. Means.

酸作用特性を有する樹脂(A)は、分子内に酸に不安定な基(以下、場合により「酸不安定基」という。)を有する。このような樹脂(A)は、酸不安定基を有するモノマー(以下、このモノマーを場合により「モノマー(a1)」といい、該モノマー(a1)由来の構造単位を「構造単位(a1)」という。)を重合することによって製造できる。酸作用特性を有する樹脂(A)を製造する際には、モノマー(a1)を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   The resin (A) having acid action characteristics has an acid labile group (hereinafter sometimes referred to as “acid labile group”) in the molecule. Such a resin (A) is a monomer having an acid labile group (hereinafter, this monomer is sometimes referred to as “monomer (a1)”, and the structural unit derived from the monomer (a1) is referred to as “structural unit (a1)”. Can be produced by polymerization. In producing the resin (A) having acid action characteristics, the monomer (a1) may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

<酸不安定基>
「酸不安定基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸不安定基としては、例えば、式(1)で表される基(酸不安定基(1))、式(2)で表される基(酸不安定基(2))などが挙げられる。

Figure 2012215839

[式(1)中、Ra1、Ra2及びRa3(Ra1〜Ra3)は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜20の脂環式炭化水素基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。Ra1及びRa2が互いに結合して形成される環、アルキル基又は脂環式炭化水素基を構成する−CH−は、−O−、−S−又は−CO−で置き換わっていてもよい。*は結合手を表す。]
Figure 2012215839

[式(2)中、Ra1’及びRa2’は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の1価の炭化水素基を表し、Ra3’は、炭素数1〜20の炭化水素基を表すか、Ra2’及びRa3’は互いに結合して、これらが結合する炭素原子とともに炭素数3〜20の環を形成する。該1価の炭化水素基及び該Ra2’及びRa3’が互いに結合して形成される環を構成するメチレン基は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わってもよい。*は結合手を表す。] <Acid labile group>
The “acid labile group” means a group that cleaves a leaving group upon contact with an acid to form a hydrophilic group (for example, a hydroxy group or a carboxy group). Examples of the acid labile group include a group represented by the formula (1) (acid labile group (1)) and a group represented by the formula (2) (acid labile group (2)). .
Figure 2012215839

[In the formula (1), R a1 , R a2 and R a3 (R a1 to R a3 ) are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. R a1 and R a2 are bonded to each other to form a ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. —CH 2 — constituting the ring, alkyl group or alicyclic hydrocarbon group formed by combining R a1 and R a2 with each other may be replaced by —O—, —S— or —CO—. . * Represents a bond. ]
Figure 2012215839

[In Formula (2), R a1 ′ and R a2 ′ each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and R a3 ′ represents a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms. R a2 ′ and R a3 ′ are bonded to each other to form a ring having 3 to 20 carbon atoms together with the carbon atom to which they are bonded. The monovalent hydrocarbon group and the methylene group constituting the ring formed by combining R a2 ′ and R a3 ′ with each other may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom. * Represents a bond. ]

酸不安定基(1)において、Ra1〜Ra3のアルキル基及び脂環式炭化水素基は、炭素数1〜20の範囲において、すでに例示したものを含む。ただし、該脂環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜16の範囲である。 In the acid labile group (1), R a1 to R a3 alkyl groups and alicyclic hydrocarbon groups include those already exemplified in the range of 1 to 20 carbon atoms. However, carbon number of this alicyclic hydrocarbon group becomes like this. Preferably it is the range of 3-16.

酸不安定基(1)において、Ra1及びRa2が、互いに結合して環を形成する場合とは、−C(Ra1)(Ra2)(Ra3)で表される基が、以下のいずれかの基となる場合である。Ra1及びRa2が結合して形成される環の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。

Figure 2012215839
In the acid labile group (1), when R a1 and R a2 are bonded to each other to form a ring, the group represented by —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) is as follows: It is a case where it becomes any group of. The number of carbon atoms in the ring formed by combining R a1 and R a2 is preferably in the range of 3-12.
Figure 2012215839

酸不安定基(1)としては、例えば、1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1〜Ra3がアルキル基である基、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、2−アルキルアダマンタン−2−イルオキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2が結合することで、アダマンチル環を形成し、Ra3がアルキル基である基)及び1−(アダマンタン−1−イル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(1)中、Ra1及びRa2がアルキル基であり、Ra3がアダマンチル基である基)などが挙げられる。 Examples of the acid labile group (1) include a 1,1-dialkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), groups in which R a1 to R a3 are alkyl groups, preferably a tert-butoxycarbonyl group), 2- An alkyladamantan-2-yloxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 combine to form an adamantyl ring, and R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantane-1- Yl) -1-alkylalkoxycarbonyl group (in the formula (1), R a1 and R a2 are alkyl groups, and R a3 is an adamantyl group).

酸不安定基(2)において、Ra1’及びRa2’の炭化水素基は、例えば、アルキル基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基などである。これらの基もすでに例示したもののうち、炭素数20以下の範囲で同じものを含む。ただし、Ra1'及びRa2'のうち少なくとも1つは水素原子であると好ましい。 In the acid labile group (2), the hydrocarbon groups of R a1 ′ and R a2 ′ are, for example, an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and the like. Among these groups, the same groups are included in the range having 20 or less carbon atoms. However, at least one of R a1 ′ and R a2 ′ is preferably a hydrogen atom.

酸不安定基(2)の具体例としては、以下の基が挙げられる。

Figure 2012215839
Specific examples of the acid labile group (2) include the following groups.
Figure 2012215839

酸不安定基[好ましくは、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)]を有するモノマー(a1)は、好ましくは、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーであり、より好ましくは酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーである。   The monomer (a1) having an acid labile group [preferably an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2)] preferably has an acid labile group and a carbon-carbon double bond. More preferably, it is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.

酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーのうち、炭素数5〜20の脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)が好ましい。このようなモノマー(a1)を用いて得られる樹脂(A)は、脂環式炭化水素基のような嵩高い構造を有するものとなるので、該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物の解像度が一層良好となる傾向がある。   Of the (meth) acrylic monomers having an acid labile group, the monomer (a1) having an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 20 carbon atoms is preferred. Since the resin (A) obtained using such a monomer (a1) has a bulky structure such as an alicyclic hydrocarbon group, the resist composition containing the resin (A) The resolution tends to be better.

<好適な構造単位(a1)>
かかる脂環式炭化水素基を有するモノマー(a1)を用いて得られる好適な樹脂(A)について、さらに詳述する。該樹脂(A)の中でも、式(a1−1)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−1)」という。)又は式(a1−2)で表される構造単位(以下、場合により「構造単位(a1−2)」という。)を有する樹脂が好ましい。かかる樹脂(A)には、構造単位(a1−1)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−2)を単独種で有していてもよく、複数種有していてもよく、構造単位(a1−1)と構造単位(a1−2)とを合わせて有していてもよい。

Figure 2012215839

[式(a1−1)中、
a1は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基との結合手を表す。)で表される基を表す。
a4は、水素原子又はメチル基を表す。
a6は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
m1は0〜14の整数を表す。
式(a1−2)中、
a2は、酸素原子又は−O−(CH2k1−CO−O−(k1は前記と同義である。)で表される基を表す。
a5は、水素原子又はメチル基を表す。
a7は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
n1は0〜10の整数を表す。
n1’は0〜3の整数を表す。] <Preferred structural unit (a1)>
A suitable resin (A) obtained using the monomer (a1) having such an alicyclic hydrocarbon group will be described in more detail. Among the resins (A), a structural unit represented by the formula (a1-1) (hereinafter sometimes referred to as “structural unit (a1-1)”) or a structural unit represented by the formula (a1-2) A resin having (hereinafter, referred to as “structural unit (a1-2)” in some cases) is preferable. Such resin (A) may have the structural unit (a1-1) as a single species, may have a plurality of types, or may have the structural unit (a1-2) as a single species. In addition, a plurality of types may be included, and the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) may be combined.
Figure 2012215839

[In the formula (a1-1),
L a1 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group). To express.
R a4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a6 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
m1 represents the integer of 0-14.
In formula (a1-2),
L a2 represents an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O— (k1 is as defined above).
R a5 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a7 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
n1 represents an integer of 0 to 10.
n1 ′ represents an integer of 0 to 3. ]

a1及びLa2は、好ましくは、酸素原子又は、k1が1〜4の整数である*−O−(CH2k1−CO−O−で表される基であり、より好ましくは酸素原子又は*−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
a6及びRa7の脂肪族炭化水素基のうち、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数3〜10の脂環式炭化水素基であり、その具体例は、炭素数の上限以下の範囲で、すでに例示したものと同じものを含む。Ra6及びRa7の脂肪族炭化水素基はそれぞれ独立に、好ましくは炭素数8以下のアルキル基又は炭素数8以下の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは炭素数6以下のアルキル基又は炭素数6以下の脂環式炭化水素基である。
m1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
n1’は好ましくは0又は1である。
L a1 and L a2 are preferably an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, wherein k1 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom. or * -O-CH 2 -CO-O- and, still more preferably an oxygen atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Of the aliphatic hydrocarbon groups represented by R a6 and R a7 , an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof are below the upper limit of the carbon number. In the range of, the same thing as already illustrated is included. The aliphatic hydrocarbon groups for R a6 and R a7 are each independently preferably an alkyl group having 8 or less carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 8 or less carbon atoms, more preferably an alkyl group having 6 or less carbon atoms. Or it is an alicyclic hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms.
m1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.
n1 ′ is preferably 0 or 1.

構造単位(a1−1)を誘導し得るモノマー(a1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものなどが挙げられる。これらに由来する構造単位(a1−1)のうち、以下の式(a1−1−1)、式(a1−1−2)、式(a1−1−3)、式(a1−1−4)、式(a1−1−5)、式(a1−1−6)、式(a1−1−7)及び式(a1−1−8)[式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)]でそれぞれ表される構造単位(a1−1)が好ましく、式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)でそれぞれ表される構造単位(a1−1)がより好ましい。

Figure 2012215839
Examples of the monomer (a1) capable of deriving the structural unit (a1-1) include those described in JP-A No. 2010-204646. Among the structural units (a1-1) derived from these, the following formula (a1-1-1), formula (a1-1-2), formula (a1-1-3), formula (a1-1-4) ), Formula (a1-1-5), formula (a1-1-6), formula (a1-1-7) and formula (a1-1-8) [formula (a1-1-1) to formula (a1) −1-8)] is preferable, and the structural unit (a1-1) represented by each of the formula (a1-1-1) to the formula (a1-1-4) is preferable. Is more preferable.
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

式(a1−1)で表されるモノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。下式(a1−1−1)〜(a1−1−8)で表されるモノマーが好ましく、下式(a1−1−1)〜(a1−1−4)で表されるモノマーがより好ましい。   Examples of the monomer represented by the formula (a1-1) include monomers described in JP 2010-204646 A. Monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferred, and monomers represented by the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-4) are more preferred. .

一方、構造単位(a1−2)を誘導し得るモノマー(a1)としては、例えば、1−エチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘキサン−1−イル(メタ)アクリレート、1−エチルシクロヘプタン−1−イル(メタ)アクリレート、1−メチルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレート及び1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
構造単位(a1−2)としては、以下の式(a1−2−1)、式(a1−2−2)式(a1−2−3)、式(a1−2−4)、式(a1−2−5)及び式(a1−2−6)[式(a1−2−1)〜式(a1−2−6)]でそれぞれ表されるものが好ましい。これらのなかでも、式(a1−2−3)及び(a1−2−4)でそれぞれ表される構造単位(a1−2)がより好ましく、式(a1−2−3)で表される構造単位(a1−2)がさらに好ましい。

Figure 2012215839
On the other hand, examples of the monomer (a1) capable of deriving the structural unit (a1-2) include 1-ethylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-ethylcyclohexane-1-yl (meth) acrylate, 1 -Ethylcycloheptan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate and the like.
As the structural unit (a1-2), the following formula (a1-2-1), formula (a1-2-2), formula (a1-2-3), formula (a1-2-4), formula (a1) -2-5) and Formula (a1-2-6) [Formula (a1-2-1) to Formula (a1-2-6)] are preferable. Among these, the structural unit (a1-2) represented by each of the formulas (a1-2-3) and (a1-2-4) is more preferable, and the structure represented by the formula (a1-2-3) The unit (a1-2) is more preferable.
Figure 2012215839

樹脂(A)が構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を有する場合、これらの合計含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲が一層好ましく、20〜60モル%の範囲が特に好ましい。また、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1)(特に好ましくは、構造単位(a1−1))を有する場合には、樹脂(A)中の構造単位(a1)の合計(100モル%)に対して、アダマンチル基を有する構造単位(a1)が15モル%以上であることが好ましい。このような含有割合で、アダマンチル基を有する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、該樹脂(A)を含有するレジスト組成物から製造されるレジストパターンのドライエッチング耐性が良好となる傾向がある。なお、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)の合計含有割合を、上述の範囲にするためには、樹脂(A)を製造する際に、全モノマーの使用量に対する、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマーの使用量を調整すればよい。   When the resin (A) has the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), the total content thereof is based on the total structural unit (100 mol%) of the resin (A). The range of 10 to 95 mol% is preferable, the range of 15 to 90 mol% is more preferable, the range of 20 to 85 mol% is more preferable, and the range of 20 to 60 mol% is particularly preferable. When the structural unit (a1) has a structural unit (a1) having an adamantyl group (particularly preferably, the structural unit (a1-1)), the total of the structural units (a1) in the resin (A) The structural unit (a1) having an adamantyl group is preferably 15 mol% or more with respect to (100 mol%). With such a content ratio, the resin (A) having the structural unit (a1) having an adamantyl group tends to have good dry etching resistance of a resist pattern produced from the resist composition containing the resin (A). There is. In addition, in order to make the total content rate of a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2) into the above-mentioned range, when manufacturing resin (A), it is with respect to the usage-amount of all monomers. What is necessary is just to adjust the usage-amount of the monomer which induces | guides | derives a structural unit (a1-1) and / or a structural unit (a1-2).

以上、好適な構造単位(a1)である、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)について説明したが、樹脂(A)はこれらの以外の構造単位(a1)を有していてもよい。以下、構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)以外の構造単位(a1)を、当該構造単位(a1)を誘導するモノマーを挙げることで説明する。   The structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2), which are preferable structural units (a1), have been described above. However, the resin (A) has a structural unit (a1) other than these. May be. Hereinafter, the structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) will be described with reference to a monomer that derives the structural unit (a1).

樹脂(A)は、以下の式(a1−3)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a1−3)」という。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。該モノマー(a1−3)に由来する構造単位(a1)を有する樹脂(A)は、当該構造単位(a1)が、樹脂(A)の主鎖に剛直なノルボルナン環を含むものとなるので、このような樹脂(A)を含有する本レジスト組成物は、ドライエッチング耐性に優れたレジストパターンを製造できる傾向がある。

Figure 2012215839
[式(a1−3)中、Ra9は、水素原子、置換基(例えばヒドロキシ基)を有していてもよい炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基、又は−COORa13で表される基を表し、Ra13は、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Ra10、Ra11及びRa12は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基を表すか、或いはRa10及びRa11は互いに結合して環を形成している。該脂肪族炭化水素基及に含まれる水素原子はヒドロキシ基などで置換されていてもよく、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。] The resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-3)”). . In the resin (A) having the structural unit (a1) derived from the monomer (a1-3), the structural unit (a1) contains a rigid norbornane ring in the main chain of the resin (A). This resist composition containing such a resin (A) tends to be able to produce a resist pattern having excellent dry etching resistance.
Figure 2012215839
[In Formula (a1-3), R a9 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may have a substituent (for example, a hydroxy group), a carboxy group, a cyano group, or — Represents a group represented by COOR a13 , R a13 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like The methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. R a10 , R a11 and R a12 each independently represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or R a10 and R a11 are bonded to each other to form a ring. The hydrogen atom contained in the aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group or the like, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. ]

a9の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基は典型的には、置換基を有していてもよいアルキル基であり、かかるアルキル基のうち、置換基を有さないアルキル基の具体例は、その炭素数が1〜8の範囲ですでに例示したものを含む。置換基、特にヒドロキシ基を有する脂肪族炭化水素基(アルキル基)としては例えば、ヒドロキシメチル基及び2−ヒドロキシエチル基などである。Ra13としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基及び2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent of R a9 is typically an alkyl group which may have a substituent, and among these alkyl groups, an alkyl having no substituent Specific examples of the group include those already exemplified in the range of 1 to 8 carbon atoms. Examples of the substituent, particularly the aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) having a hydroxy group include a hydroxymethyl group and a 2-hydroxyethyl group. Examples of R a13 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a 2-oxo-oxolan-3-yl group, and a 2-oxo-oxolan-4-yl group.

a10〜Ra12の脂肪族炭化水素基も典型的には、アルキル基であり、その具体例はRa9の場合と同じである。Ra10とRa11とが結合し、これらが結合する炭素原子とともに形成される環は、シクロへキシル環及びアダマンチル環などである。 The aliphatic hydrocarbon groups of R a10 to R a12 are also typically alkyl groups, and specific examples thereof are the same as those of R a9 . The ring formed by combining R a10 and R a11 together with the carbon atom to which they are bonded includes a cyclohexyl ring and an adamantyl ring.

モノマー(a1−3)としては例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものが用いられる。これらの中でも、以下の式(a1−3−1)、式(a1−3−2)、式(a1−3−3)及び式(a1−3−4)のいずれかで表されるモノマー(a1−3)が好ましく、式(a1−3−2)又は(a1−3−4)で表されるモノマー(a1−3)がより好ましく、式(a1−3−2)で表されるモノマー(a1−3)がさらに好ましい。

Figure 2012215839
As a monomer (a1-3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is used, for example. Among these, a monomer represented by any of the following formula (a1-3-1), formula (a1-3-2), formula (a1-3-3) and formula (a1-3-4) ( a1-3) is preferred, the monomer (a1-3) represented by formula (a1-3-2) or (a1-3-4) is more preferred, and the monomer represented by formula (a1-3-2) (A1-3) is more preferable.
Figure 2012215839

樹脂(A)が、モノマー(a1−3)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲がより好ましく、20〜85モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-3), the content is preferably in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit of the resin (A). The range of 90 mol% is more preferable, and the range of 20 to 85 mol% is more preferable.

さらに、樹脂(A)は以下の式(a1−4)で表されるモノマー(以下「モノマー(a1−4)」という場合がある。)に由来する構造単位(a1)を有していてもよい。

Figure 2012215839
[式(a1−4)中、
10は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
は0〜4の整数を表す。
11は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表し、lが2以上である場合、複数のR11は互いに同一であっても異なってもよい。
12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
a2は、置換基を有していてもよい炭素数1〜17の脂肪族炭化水素基又は単結合を表し、該脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又は−N(R)−(ただし、Rは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す)で表される基に置き換わっていてもよい。
a3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の炭化水素基を表す。] Further, the resin (A) may have a structural unit (a1) derived from a monomer represented by the following formula (a1-4) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a1-4)”). Good.
Figure 2012215839
[In the formula (a1-4),
R 10 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
l a represents an integer of 0 to 4;
R 11 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. In the case where l a is 2 or more, a plurality of R 11 may be the same as or different from each other.
R 12 and R 13 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms.
X a2 represents an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms or a single bond, and the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl A group, a sulfonyl group, or a group represented by —N (R c ) — (wherein R c represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) may be substituted.
Y a3 represents an optionally substituted hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. ]

「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」のうち、アルキル基としては、炭素数が1〜6の範囲ですでに例示したものを含む。ハロゲン原子を有するアルキル基としては、フッ素原子を有するアルキル基が好ましく、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。これらの中でも、R10としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
11のアルコキシ基は、炭素数1〜6の範囲においてすでに例示したものを含むが、中でも、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
11のアシル基及びアシルオキシ基も、その炭素数が2〜4の範囲において、すでに例示したものを含む。
12及びR13の炭化水素基は、その炭素数が1〜12の範囲において、Ya3の炭化水素基は、その炭素数が1〜18の範囲において、すでに例示した脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれかを含む。
a2の脂肪族炭化水素基は2価の鎖式炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基又は、鎖式炭化水素基と脂環式炭化水素基とが組み合わさった2価の基であり、炭素数1〜17の範囲ですでに例示した基を適宜組み合わせた基を挙げることができる。
Among “an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom”, the alkyl group includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. As the alkyl group having a halogen atom, an alkyl group having a fluorine atom is preferable. For example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert- Examples thereof include a butyl group, a perfluoropentyl group, and a perfluorohexyl group. Among these, as R < 10 >, a C1-C4 alkyl group is preferable, a methyl group and an ethyl group are more preferable, and a methyl group is especially preferable.
The alkoxy group of R 11 includes those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among them, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, a methoxy group and an ethoxy group are more preferable, and a methoxy group is particularly preferable. .
The acyl group and acyloxy group of R 11 include those already exemplified in the range of 2 to 4 carbon atoms.
The hydrocarbon groups of R 12 and R 13 are those having 1 to 12 carbon atoms, and the hydrocarbon group of Y a3 is the aliphatic hydrocarbon group exemplified above in the range of 1 to 18 carbon atoms. Contains any of the aromatic hydrocarbon groups.
The aliphatic hydrocarbon group of X a2 is a divalent chain hydrocarbon group, a divalent alicyclic hydrocarbon group, or a divalent group in which a chain hydrocarbon group and an alicyclic hydrocarbon group are combined. And groups obtained by appropriately combining the groups already exemplified in the range of 1 to 17 carbon atoms.

モノマー(a1−4)としては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたモノマーが挙げられる。以下の式(a1−4−1)、式(a1−4−2)、式(a1−4−3)、式(a1−4−4)、式(a1−4−5)、式(a1−4−6)、及び式(a1−4−7)[式(a1−4−1)〜式(a1−4−7)]で表されるいずれかのモノマーが好ましく、式(a1−4−1)〜式(a1−4−5)で表されるモノマーがより好ましい。

Figure 2012215839
As a monomer (a1-4), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. The following formula (a1-4-1), formula (a1-4-2), formula (a1-4-3), formula (a1-4-4), formula (a1-4-5), formula (a1) -4-6) and any one of the monomers represented by formula (a1-4-7) [formula (a1-4-1) to formula (a1-4-7)] are preferred, and the formula (a1-4 -1) to monomers represented by formula (a1-4-5) are more preferable.
Figure 2012215839

樹脂(A)がモノマー(a1−4)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位に対して、10〜95モル%の範囲が好ましく、15〜90モル%の範囲が、より好ましく、20〜85モル%の範囲が特に好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-4), the content is preferably in the range of 10 to 95 mol% with respect to the total structural unit of the resin (A). The range of mol% is more preferable, and the range of 20 to 85 mol% is particularly preferable.

また、酸不安定基(2)を有するモノマー(a1)としては、(メタ)アクリル系モノマーが好ましく、例えば、式(a1−5)で表されるモノマー(以下、「モノマー(a1−5)」という場合がある)が挙げられる。

Figure 2012215839
[式(a1−5)中、
31は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。
〜Lはそれぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子又は−O−(CH2k1−CO−O−で表される基を表す。ここで、k1は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手である。
は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs2は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。] The monomer (a1) having an acid labile group (2) is preferably a (meth) acrylic monomer. For example, a monomer represented by the formula (a1-5) (hereinafter referred to as “monomer (a1-5)” ”).
Figure 2012215839
[In the formula (a1-5),
R 31 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom.
L 2 to L 4 each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—. Here, k1 represents an integer of 1 to 7, and * is a bond with a carbonyl group (—CO—).
Z 1 is a single bond or an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the methylene group constituting the alkanediyl group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
s1 and s2 each independently represents an integer of 0 to 4. ]

式(a1−5)中、
31としては、式(a1−4)におけるRa32と同様のものが挙げられ、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
及びLは、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であることが好ましい。
は、酸素原子又は硫黄原子であり、酸素原子が好ましい。
s1は、1が好ましい。
s2は、0〜2の整数が好ましい。
は、単結合、*−(CHn4−O−又は*−(CHn4−CO−O−(各n4は1〜4の整数であり、1が好ましい。各*は、Lとの結合手を表す。)である。
In formula (a1-5),
R 31 is the same as R a32 in formula (a1-4), and is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
One of L 2 and L 3 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
L 4 is an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
s1 is preferably 1.
s2 is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 is a single bond, * — (CH 2 ) n4 —O— or * — (CH 2 ) n4 —CO—O— (each n4 is an integer of 1 to 4, and is preferably 1. Each * is represents a bond to L 4.) it is.

モノマー(a1−5)としては、以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
The following are mentioned as a monomer (a1-5).
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

樹脂(A)が、モノマー(a1−5)に由来する構造単位を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、1〜95モル%の範囲が好ましく、3〜90モル%の範囲がより好ましく、5〜85モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has a structural unit derived from the monomer (a1-5), the content ratio is in the range of 1 to 95 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). Is preferable, the range of 3-90 mol% is more preferable, and the range of 5-85 mol% is further more preferable.

<酸安定構造単位>
樹脂(A)は、酸不安定基を有する構造単位(a1)に加え、酸不安定基を有さない構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位」といい、該酸安定構造単位を誘導し得るモノマーを、「酸安定モノマー」という。)を有していると好ましい。該樹脂(A)中、酸安定構造単位は1種のみを有していてもよく、複数種を有していてもよい。
<Acid stable structural unit>
Resin (A) is a structural unit not having an acid labile group in addition to a structural unit (a1) having an acid labile group (hereinafter, sometimes referred to as “acid stable structural unit”). The derivatizable monomer is preferably referred to as “acid-stable monomer”). In the resin (A), the acid stable structural unit may have only one type, or may have a plurality of types.

樹脂(A)が酸安定構造単位を有する場合、構造単位(a1)の含有割合を基準にして、酸安定性構造単位の含有割合を定めるとよい。構造単位(a1)の含有割合と酸安定性構造単位の含有割合との比は、〔構造単位(a1)〕/〔酸安定構造単位〕で表して、好ましくは10〜80モル%/90〜20モル%であり、より好ましくは20〜60モル%/80〜40モル%である。このようにすると、樹脂(A)を含有する本レジスト組成物から得られるレジストパターンのドライエッチング耐性がより一層良好になる傾向がある。   When the resin (A) has an acid stable structural unit, the content ratio of the acid stable structural unit may be determined based on the content ratio of the structural unit (a1). The ratio of the content ratio of the structural unit (a1) and the content ratio of the acid-stable structural unit is represented by [structural unit (a1)] / [acid-stable structural unit], and preferably 10 to 80 mol% / 90 It is 20 mol%, More preferably, it is 20-60 mol% / 80-40 mol%. If it does in this way, there exists a tendency for the dry etching tolerance of the resist pattern obtained from this resist composition containing resin (A) to become still better.

次に、酸安定構造単位のうち、好ましいものを説明する。
酸安定構造単位は、ヒドロキシ基又はラクトン環を有する構造単位が好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a2)」という。)及び/又はラクトン環を有する酸安定構造単位(以下、場合により「酸安定構造単位(a3)」という。)を有する樹脂(A)は、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物を基板に塗布したとき、基板上に形成される塗布膜、又は塗布膜から得られる組成物層が基板との間に優れた密着性を発現し易くなり、この本レジスト組成物は良好な解像度で、レジストパターンを製造することができる。なお、ここでいう本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法に関しては後述する。まず、酸安定構造単位として好適な、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)に関して具体例を挙げつつ説明する。
Next, a preferable thing is demonstrated among an acid stable structural unit.
The acid stable structural unit is preferably a structural unit having a hydroxy group or a lactone ring. An acid stable structural unit having a hydroxy group (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2)”) and / or an acid stable structural unit having a lactone ring (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a3)”) When the resist composition containing the resin (A) is applied to a substrate, a coating film formed on the substrate or a composition layer obtained from the coating film is a substrate. The resist composition can easily produce a resist pattern with good resolution. In addition, the manufacturing method of the resist pattern using this resist composition here is mentioned later. First, the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) suitable as the acid stable structural unit will be described with specific examples.

<酸安定構造単位(a2)>
酸安定構造単位(a2)を樹脂(A)に導入する場合、当該樹脂(A)を含有する本レジスト組成物からレジストパターンを製造する際の露光源の種類によって、各々、好適な酸安定構造単位(a2)を選択することができる。すなわち、本レジスト組成物を、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)を露光源とする露光、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線を露光源とする露光に用いる場合には、酸安定構造単位(a2)として、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位(a2−0)を樹脂(A)に導入することが好ましい。
一方、短波長のArFエキシマレーザ(波長:193nm)を露光源とする露光を用いる場合は、酸安定構造単位(a2)として、後述の式(a2−1)で表される酸安定構造単位を樹脂(A)に導入することが好ましい。このように、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は各々、レジストパターンを製造する際の露光源によって好ましいものを選ぶことができるが、樹脂(A)が有する酸安定構造単位(a2)は、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)1種のみを有していてもよく、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)2種以上を有していてもよく、或いは、露光源の種類に応じて好適な酸安定構造単位(a2)と、それ以外の酸安定構造単位(a2)とを組み合わせて有していてもよい。
<Acid stable structural unit (a2)>
When the acid-stable structural unit (a2) is introduced into the resin (A), a suitable acid-stable structure is used depending on the type of exposure source when producing a resist pattern from the resist composition containing the resin (A). The unit (a2) can be selected. That is, when this resist composition is used for exposure using a KrF excimer laser (wavelength: 248 nm) as an exposure source, or exposure using a high energy beam such as an electron beam or EUV light as an exposure source, an acid stable structural unit ( As a2), it is preferable to introduce an acid stable structural unit (a2-0) having a phenolic hydroxy group into the resin (A).
On the other hand, when using exposure using a short wavelength ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) as an exposure source, an acid stable structural unit represented by the formula (a2-1) described later is used as the acid stable structural unit (a2). It is preferable to introduce into the resin (A). Thus, each of the acid stable structural units (a2) possessed by the resin (A) can be selected according to the exposure source used for producing the resist pattern, but the acid stable structural units possessed by the resin (A) ( a2) may have only one type of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source, and two or more types of acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source. Or an acid stable structural unit (a2) suitable for the type of exposure source and a combination of other acid stable structural units (a2).

酸安定構造単位(a2)の具体例の1つは、以下の式(a2−1)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−1)」という。)である。

Figure 2012215839

式(a2−1)中、
a3は、酸素原子又は−O−(CH2k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表す。)を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。
a14は、水素原子又はメチル基を表す。
a15及びRa16は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。
o1は、0〜10の整数を表す。 One specific example of the acid stable structural unit (a2) is one represented by the following formula (a2-1) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-1)”).
Figure 2012215839

In formula (a2-1),
L a3 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7), and * represents a bond with a carbonyl group (—CO—). Represent.
R a14 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R a15 and R a16 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxy group.
o1 represents an integer of 0 to 10.

a3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2k2−CO−O−で表される基であり、より好ましくは、酸素原子又は、−O−CH2−CO−O−であり、さらに好ましくは酸素原子である。
a14は、好ましくはメチル基である。
a15は、好ましくは水素原子である。
a16は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
o1は、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
L a3 is preferably an oxygen atom or a group represented by —O— (CH 2 ) k2 —CO—O—, wherein k2 is an integer of 1 to 4, more preferably an oxygen atom or — O—CH 2 —CO—O—, more preferably an oxygen atom.
R a14 is preferably a methyl group.
R a15 is preferably a hydrogen atom.
R a16 is preferably a hydrogen atom or a hydroxy group.
o1 is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0 or 1.

酸安定構造単位(a2−1)としては、例えば、以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
Figure 2012215839

以上、例示した酸安定構造単位(a2−1)は、例えば、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーから誘導される。これらの中でも、式(a2−1−1)、式(a2−1−2)、式(a2−1−3)及び式(a2−1−4)のいずれかで表される酸安定構造単位(a2−1)がより好ましく、式(a2−1−1)又は(a2−1−3)で表される酸安定構造単位(a2−1)がさらに好ましい。   As described above, the exemplified acid stable structural unit (a2-1) is derived from, for example, an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among these, the acid stable structural unit represented by any one of formula (a2-1-1), formula (a2-1-2), formula (a2-1-3) and formula (a2-1-4) (A2-1) is more preferable, and the acid stable structural unit (a2-1) represented by the formula (a2-1-1) or (a2-1-3) is more preferable.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a2−1)を有する場合、その含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位(100モル%)に対して、3〜45モル%の範囲が好ましく、5〜40モル%の範囲がより好ましく、5〜35モル%の範囲がさらに好ましい。   When the resin (A) has the acid stable structural unit (a2-1), the content ratio thereof is in the range of 3 to 45 mol% with respect to all the structural units (100 mol%) of the resin (A). Preferably, the range of 5-40 mol% is more preferable, and the range of 5-35 mol% is further more preferable.

次に、ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位のうち、フェノール性ヒドロキシ基を有する酸安定構造単位について説明する。該酸安定構造単位は、以下の式(a2−0)で表されるもの(以下、場合により「酸安定構造単位(a2−0)」という。)が好ましい。

Figure 2012215839
式(a2−0)中、
a30は、ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、水素原子又はハロゲン原子を表す。
a31は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数2〜4のアシル基、炭素数2〜4のアシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
maは0〜4の整数を表す。maが2以上の整数である場合、複数のRa31は同一でも異なっていてもよい。 Next, the acid stable structural unit which has a phenolic hydroxy group among the acid stable structural units which have a hydroxy group is demonstrated. The acid stable structural unit is preferably one represented by the following formula (a2-0) (hereinafter sometimes referred to as “acid stable structural unit (a2-0)”).
Figure 2012215839
In formula (a2-0),
R a30 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
R a31 is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloyl group, or methacryloyl. Represents a group.
ma represents an integer of 0 to 4. When ma is an integer of 2 or more, the plurality of R a31 may be the same or different.

a30の「ハロゲン原子を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基」における「炭素数1〜6のアルキル基」の具体例は、炭素数がこの範囲において、すでに例示したものを含む。「ハロゲン原子を有する炭素数1〜6のアルキル基」とは、該炭素数1〜6のアルキル基に含まれる水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子に置換されたものである。なお、ハロゲン原子の具体例もすでに説明したとおりである。これらのうち、Ra30は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
a31のアルコキシ基の具体例は、炭素数1〜6の範囲で、すでに例示したものを含む。これらのうち、Ra31は、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
maは0、1又は2が好ましく、0又は1がより好ましく、0が特に好ましい。
Specific examples of the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a halogen atom” for R a30 include those already exemplified in this range. . The “C 1-6 alkyl group having a halogen atom” is one in which at least a part of the hydrogen atoms contained in the C 1-6 alkyl group is substituted with a halogen atom. The specific example of the halogen atom is as already described. Among these, R a30 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
Specific examples of the alkoxy group of R a31 include those already exemplified in the range of 1 to 6 carbon atoms. Among these, R a31 is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methoxy group and an ethoxy group, and particularly preferably a methoxy group.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
ma is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

酸安定構造単位(a2−0)の中でも、以下の式(a2−0−1)、式(a2−0−2)、式(a2−0−3)及び式(a2−0−4)のいずれかで表されるものが好ましい。かかる構造単位を誘導し得るモノマー(a1)は、例えば、特開2010−204634号公報に記載されている。

Figure 2012215839
Among the acid stable structural units (a2-0), the following formulas (a2-0-1), (a2-0-2), (a2-0-3) and (a2-0-4) Those represented by either are preferred. The monomer (a1) capable of deriving such a structural unit is described in, for example, JP 2010-204634 A.
Figure 2012215839

p−ヒドロキシスチレンやp−ヒドロキシ−α−メチルスチレンといった酸安定構造単位(a2−0)を誘導し得る酸安定モノマー[以下、場合により「酸安定モノマー(a2)」という。]を、樹脂(A)製造に用いることにより、式(a2−0−1)又は式(a2−0−2)で表される酸安定構造単位(a2−0)を、樹脂(A)に導入することができるが、該酸安定モノマー(a2)にあるフェノール性ヒドロキシ基を例えば、アセチル基のような保護基で保護し、保護化酸安定モノマー(a2)とした後、この保護化酸安定モノマー(a2)を用いて樹脂(A)を製造することもできる。保護化酸安定モノマー(a2)に由来する構造単位を有する樹脂を脱保護処理して、保護基を脱離することにより、酸安定構造単位(a2−0)を有する樹脂(A)を製造できる。ただし、脱保護処理を実施する際には、他の構造単位(a1)を著しく損なわないようにして、該脱保護処理を実施する必要がある。   Acid-stable monomer capable of deriving acid-stable structural unit (a2-0) such as p-hydroxystyrene and p-hydroxy-α-methylstyrene [hereinafter referred to as “acid-stable monomer (a2)” in some cases. ] In the production of the resin (A), the acid stable structural unit (a2-0) represented by the formula (a2-0-1) or the formula (a2-0-2) is converted into the resin (A). After the phenolic hydroxy group in the acid stable monomer (a2) is protected with a protecting group such as an acetyl group to form a protected acid stable monomer (a2), the protected acid Resin (A) can also be manufactured using a stable monomer (a2). A resin (A) having an acid-stable structural unit (a2-0) can be produced by deprotecting a resin having a structural unit derived from the protected acid-stable monomer (a2) and removing the protecting group. . However, when carrying out the deprotection treatment, it is necessary to carry out the deprotection treatment without significantly damaging the other structural unit (a1).

樹脂(A)が酸安定構造単位(a2−0)を有する場合、その含有割合は、樹脂(A)の全単位に対して、5〜90モル%の範囲が好ましく、10〜85モル%の範囲が、より好ましく、15〜80モル%の範囲が特に好ましい。   When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-0), the content is preferably in the range of 5 to 90 mol%, and preferably 10 to 85 mol%, based on all units of the resin (A). The range is more preferable, and the range of 15 to 80 mol% is particularly preferable.

<酸安定構造単位(a3)>
酸安定構造単位(a3)が有するラクトン環は例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環及びδ−バレロラクトン環のような単環式でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
<Acid stable structural unit (a3)>
The lactone ring possessed by the acid stable structural unit (a3) may be monocyclic such as β-propiolactone ring, γ-butyrolactone ring and δ-valerolactone ring, monocyclic lactone ring and other rings. Or a condensed ring. Among these lactone rings, a γ-butyrolactone ring and a condensed ring of a γ-butyrolactone ring and another ring are preferable.

酸安定構造単位(a3)は好ましくは、以下の式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるものである。樹脂(A)は、これらのうち1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。なお、以下の説明においては、式(a3−1)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−1)」といい、式(a3−2)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−2)」といい、式(a3−3)で示されるものを「酸安定構造単位(a3−3)」という。

Figure 2012215839

[式(a3−1)中、
a4は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
a21は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、p1が2以上の場合、複数のRa21は同一でも異なっていてもよい。
式(a3−2)中、
a5は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
q1は、0〜3の整数を表す。
a22は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、q1が2以上の場合、複数のRa22は同一でも異なっていてもよい。
式(a3−3)中、
a6は、酸素原子又は−O−(CH2k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
a20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
a23は、カルボキシ基、シアノ基又は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基を表し、r1が2以上の場合、複数のRa23は同一でも異なっていてもよい。] The acid stable structural unit (a3) is preferably one represented by the following formula (a3-1), formula (a3-2) or formula (a3-3). Resin (A) may have only 1 type among these, and may have 2 or more types. In the following description, what is represented by the formula (a3-1) is referred to as “acid-stable structural unit (a3-1)”, and what is represented by the formula (a3-2) is “acid-stable structural unit ( a3-2) ”, and the compound represented by formula (a3-3) is referred to as“ acid-stable structural unit (a3-3) ”.
Figure 2012215839

[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a18 represents a hydrogen atom or a methyl group.
p1 represents an integer of 0 to 5.
R a21 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when p1 is 2 or more, a plurality of R a21 may be the same or different.
In formula (a3-2),
L a5 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
q1 represents an integer of 0 to 3.
R a22 represents a carboxy group, a cyano group, or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and when q1 is 2 or more, a plurality of R a22 may be the same or different.
In formula (a3-3),
L a6 represents an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— (k3 represents an integer of 1 to 7). * Represents a bond with a carbonyl group.
R a20 represents a hydrogen atom or a methyl group.
r1 represents an integer of 0 to 3.
R a23 represents a carboxy group, a cyano group or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. When r1 is 2 or more, a plurality of R a23 may be the same or different. ]

式(a3−1)〜式(a3−3)において、La4〜La6は、式(a2−1)のLa3で説明したものと同じものが挙げられる。
a4〜La6は、それぞれ独立に、酸素原子又は、k3が1〜4の整数である*−O−(CH2k3−CO−O−で表される基が好ましく、酸素原子及び、*−O−CH2−CO−O−がより好ましく、さらに好ましくは酸素原子である。
a18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
a22及びRa23は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
p1、q1及びr1は、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1である。なお、p1が2である場合、2つのRa21は互いに同一でも異なっていてもよく、q1が2である場合、2つのRa22は互いに同一でも異なっていてもよく、r1が2である場合、2つのRa23は互いに同一でも異なっていてもよい。
In formula (a3-1) to formula (a3-3), L a4 to L a6 are the same as those described for L a3 in formula (a2-1).
L a4 to L a6 are each independently an oxygen atom or a group represented by * —O— (CH 2 ) k3 —CO—O— in which k3 is an integer of 1 to 4, preferably an oxygen atom and * —O—CH 2 —CO—O— is more preferable, and an oxygen atom is more preferable.
R a18 to R a21 are preferably methyl groups.
R a22 and R a23 are each independently preferably a carboxy group, a cyano group or a methyl group.
p1, q1 and r1 are preferably integers of 0 to 2, more preferably 0 or 1. When p1 is 2, two R a21 may be the same as or different from each other. When q1 is 2, two R a22 may be the same as or different from each other, and r1 is 2. Two R a23 may be the same or different from each other.

以下、酸安定構造単位(a3−1)、酸安定構造単位(a3−2)及び酸安定構造単位(a3−3)の各々の好適例を示す。   Hereinafter, preferred examples of the acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) will be shown.

酸安定構造単位(a3−1)の好適例は、以下の式(a3−1−1)、式(a3−1−2)、式(a3−1−3)及び式(a3−1−4)でそれぞれ表されるものである。

Figure 2012215839
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-1) include the following formula (a3-1-1), formula (a3-1-2), formula (a3-1-3) and formula (a3-1-4). ) Respectively.
Figure 2012215839

酸安定構造単位(a3−2)の好適例は、以下の式(a3−2−1)、式(a3−2−2)、式(a3−2−3)及び式(a3−2−4)でそれぞれ表されるものである。

Figure 2012215839
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-2) include the following formula (a3-2-1), formula (a3-2-2), formula (a3-2-3) and formula (a3-2-4). ) Respectively.
Figure 2012215839

酸安定構造単位(a3−3)の好適例は、以下の式(a3−3−1)、式(a3−3−2)、式(a3−3−3)及び式(a3−3−4)でそれぞれ表されるものである。

Figure 2012215839
Preferred examples of the acid stable structural unit (a3-3) include the following formula (a3-3-1), formula (a3-3-2), formula (a3-3-3) and formula (a3-3-4). ) Respectively.
Figure 2012215839

なお、該酸安定構造単位(a3)を誘導し得る酸安定モノマーとしては、例えば、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。   In addition, as an acid stable monomer which can derive | lead out this acid stable structural unit (a3), what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 can be mentioned, for example.

樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3)を有する場合、その合計含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、5〜70モル%の範囲が好ましく、10〜65モル%の範囲がより好ましく、10〜60モル%の範囲がさらに好ましい。
また、酸安定構造単位(a3)を有する場合、それぞれの含有割合は、該樹脂(A)の全構造単位に対して、5〜60モル%の範囲が好ましく、5〜50モル%の範囲がより好ましく、10〜50モル%の範囲がさらに好ましい。
When the resin (A) has an acid stable structural unit (a3), the total content thereof is preferably in the range of 5 to 70 mol% with respect to all the structural units of the resin (A), preferably 10 to 65 mol. % Is more preferable, and the range of 10 to 60 mol% is more preferable.
Moreover, when it has an acid stable structural unit (a3), the range of 5-60 mol% is preferable with respect to all the structural units of this resin (A), and each content rate has the range of 5-50 mol%. More preferably, the range of 10-50 mol% is further more preferable.

以上、樹脂(A)が有する構造単位(a1)として好適な構造単位(a1−1)又は構造単位(a1−2)、酸安定構造単位として好適な酸安定構造単位(a2)又は酸安定構造単位(a3)について詳述したが、これら以外の構造単位を有していてもよく、かかる構造単位としては、当技術分野で周知の構造単位を挙げることができる。また、ここでは、分子内に酸不安定基を有する樹脂(A)を説明したが、本レジスト組成物には、樹脂(A)以外に、酸不安定基を有さない樹脂を含有していてもよい。   As described above, the structural unit (a1-1) or the structural unit (a1-2) suitable as the structural unit (a1) of the resin (A), the acid stable structural unit (a2) or the acid stable structure suitable as the acid stable structural unit. Although the unit (a3) has been described in detail, structural units other than these may be included, and examples of the structural unit include structural units well known in the art. Although the resin (A) having an acid labile group in the molecule has been described here, the resist composition contains a resin having no acid labile group in addition to the resin (A). May be.

<樹脂(A)の製造方法>
樹脂(A)は、構造単位(a1)を誘導するモノマー(a1)を、さらに好ましくは、該モノマー(a1)と、酸安定構造単位を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものであり、より好ましくは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2)及び/又は酸安定構造単位(a3)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものである。なお、本レジスト組成物を例えば、EUV露光用とするうえでは、構造単位(a1−1)及び/又は構造単位(a1−2)を誘導するモノマー(a1)と、酸安定構造単位(a2−0)を誘導する酸安定モノマーとを共重合させたものを挙げることができる。
樹脂(A)は、構造単位(a1)として、アダマンチル基を有する構造単位(a1−1)を有することがさらに好ましい。樹脂(A)は、上述したようなモノマーを公知の重合法(例えばラジカル重合法)に供し、重合(共重合)することにより製造できる。
<Method for producing resin (A)>
The resin (A) is obtained by copolymerizing the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1), more preferably the monomer (a1) and an acid stable monomer for deriving the acid stable structural unit. More preferably, the monomer (a1) for deriving the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), and the acid-stable structural unit (a2) and / or the acid-stable structural unit (a3) are derived. Copolymerized with an acid stable monomer. For example, when the resist composition is used for EUV exposure, the monomer (a1) that induces the structural unit (a1-1) and / or the structural unit (a1-2), and the acid stable structural unit (a2- And an acid-stable monomer derived from 0).
The resin (A) further preferably has a structural unit (a1-1) having an adamantyl group as the structural unit (a1). The resin (A) can be produced by subjecting the monomer as described above to a known polymerization method (for example, radical polymerization method) and polymerizing (copolymerizing) it.

樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、30,000以下(より好ましくは15,000以下、さらに好ましくは、,000以下、特に好ましくは6,000以下)である。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものである。この分析の詳細な分析条件は、本願の実施例に記載する。   The weight average molecular weight of the resin (A) is preferably 2,500 or more (more preferably 3,000 or more), 30,000 or less (more preferably 15,000 or less, still more preferably 1,000 or less, particularly preferably Is 6,000 or less). In addition, the weight average molecular weight here is calculated | required as a conversion value of a standard polystyrene reference | standard by gel permeation chromatography analysis. Detailed analysis conditions for this analysis are described in the Examples of the present application.

<酸発生剤(B)>
次に、本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B)について説明する。
該酸発生剤(B)は、スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤であり、酸発生剤(B)のアニオンとしては、スルホン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、スルホニルメチドアニオンなどがある。
<Acid generator (B)>
Next, the acid generator (B) contained in the resist composition will be described.
The acid generator (B) is an acid generator composed of a sulfonium salt or an iodonium salt, and examples of the anion of the acid generator (B) include a sulfonate anion, a sulfonylimide anion, and a sulfonylmethide anion.

酸発生剤(B)は、好ましくはフッ素含有酸発生剤であり、より好ましくは式(B1)で表される酸発生剤(以下、場合により「酸発生剤(B1)」という。)である。

Figure 2012215839
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、単結合又は炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、前記2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。] The acid generator (B) is preferably a fluorine-containing acid generator, more preferably an acid generator represented by the formula (B1) (hereinafter sometimes referred to as “acid generator (B1)”). .
Figure 2012215839
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a single bond or a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. May be.
Y represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfonyl group Alternatively, it may be replaced with a carbonyl group.
Z + represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]

1及びQ2のペルフルオロアルキル基の具体例は、すでに例示したアルキル基のうち、炭素数1〜6のアルキル基において、該アルキル基を構成する水素原子の全部がフッ素原子に置き換わったものが該当する。具体的にいうと、例えば、トリフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基及びペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
本レジスト組成物に含有される酸発生剤(B1)としては、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、トリフルオロメチル基又はフッ素原子の酸発生剤(B1)が好ましく、Q1及びQ2がともにフッ素原子である酸発生剤(B1)がさらに好ましい。
Specific examples of the perfluoroalkyl group of Q 1 and Q 2 include those in which all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are replaced by fluorine atoms in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms among the already exemplified alkyl groups. Applicable. Specifically, for example, a trifluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluoroisopropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorosec-butyl group, a perfluorotert-butyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, etc. Can be mentioned.
As the acid generator (B1) contained in the resist composition, Q 1 and Q 2 are each independently preferably a trifluoromethyl group or a fluorine atom acid generator (B1). Q 1 and Q 2 An acid generator (B1) in which both are fluorine atoms is more preferred.

b1の脂肪族炭化水素基の具体例は、すでに例示したアルカンジイル基、及び、上述の式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を2個取り去った基などである。 Specific examples of the aliphatic hydrocarbon group represented by L b1 include the removal of two hydrogen atoms from the alkanediyl group already exemplified and the alicyclic hydrocarbons of the above formulas (KA-1) to (KA-22). Group.

b1の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子又はカルボニル基に置き換わったものとしては、例えば、以下の式(b1−1)、式(b1−2)、式(b1−3)、式(b1−4)、式(b1−5)及び式(b1−6)〔式(b1−1)〜式(b1−6)〕でそれぞれ示される基が挙げられる。なお、式(b1−1)〜式(b1−6)における、結合手を示す*は、その左右を式(B1)に合わせて記載しており、左側の結合手は、C(Q1)(Q2)の炭素原子と結合し、右側の結合手はYと結合している。以下の式(b1−1)〜式(b1−6)の具体例も同様である。

Figure 2012215839
式(b1−1)〜式(b1−6)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b3は、単結合又は炭素数1〜12の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b4は、炭素数1〜13の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb3及びLb4の合計炭素数の上限は13である。
b5は、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b6及びLb7は、それぞれ独立に、炭素数1〜15の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb6及びLb7の合計炭素数の上限は16である。
b8は、炭素数1〜14の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。
b9及びLb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜11の2価の脂肪族炭化水素基を表し、該脂肪族炭化水素基は脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。但しLb9及びLb10の合計炭素数の上限は12である。
本レジスト組成物に用いる酸発生剤としては、これらの中でも、式(b1−1)で表される2価の基をLb1として有する酸発生剤(B1)が好ましく、Lb2が単結合又はメチレン基である式(b1−1)で表される2価の基を、Lb1として有する酸発生剤(B1)がより好ましい。 Examples of those in which the methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group of L b1 is replaced with an oxygen atom or a carbonyl group include the following formulas (b1-1), (b1-2), and (b1-3) ), Formula (b1-4), formula (b1-5), and formula (b1-6) [formula (b1-1) to formula (b1-6)]. In the formulas (b1-1) to (b1-6), “*” indicating a bond is described in accordance with the formula (B1) on the left and right, and the bond on the left is C (Q 1 ). It is bonded to the carbon atom of (Q 2 ), and the right bond is bonded to Y. The same applies to specific examples of the following formulas (b1-1) to (b1-6).
Figure 2012215839
In formula (b1-1) to formula (b1-6),
L b2 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b3 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b4 represents a C 1-13 divalent aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the total carbon number of L b3 and L b4 is 13.
L b5 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b6 and L b7 each independently represent a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the total carbon number of L b6 and L b7 is 16.
L b8 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group.
L b9 and L b10 each independently represent a C 1-11 divalent aliphatic hydrocarbon group, and the aliphatic hydrocarbon group is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group. However, the upper limit of the total carbon number of L b9 and L b10 is 12.
Among these, as the acid generator used in the present resist composition, an acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) as L b1 is preferable, and L b2 is a single bond or The acid generator (B1) having a divalent group represented by the formula (b1-1) which is a methylene group as L b1 is more preferable.

b1は、好ましくは式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは式(b1−1)〜式(b1−3)のいずれかで表される基であり、特に好ましくは、式(b1−1)で表される基である。 L b1 is preferably a group represented by any one of formulas (b1-1) to (b1-4), and more preferably any one of formulas (b1-1) to (b1-3). And particularly preferably a group represented by the formula (b1-1).

式(b1−1)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-1) include the following.
Figure 2012215839

式(b1−2)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-2) include the following.
Figure 2012215839

式(b1−3)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-3) include the following.
Figure 2012215839

式(b1−4)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-4) include the following.
Figure 2012215839

式(b1−5)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-5) include the following.
Figure 2012215839

式(b1−6)で表される2価の基としては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the divalent group represented by the formula (b1-6) include the following.
Figure 2012215839

上述のとおり、Yは置換基を有していてもよい炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を表す。この脂肪族炭化水素基のうち、Yはアルキル基又は脂環式炭化水素基であると好ましく、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数3〜12の脂環式炭化水素基であると、さらに好ましく、炭素数3〜12の脂環式炭化水素基であると特に好ましい。
Yの脂肪族炭化水素基が置換基を有する場合、この置換基は例えば、ハロゲン原子(但し、フッ素原子を除く)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数7〜21のアラルキル基、炭素数2〜4のアシル基、グリシジルオキシ基又は−(CH2j2−O−CO−Rb1で表される基(式中、Rb1は、炭素数1〜16の炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。)などが挙げられる。ここでいう芳香族炭化水素基及びアラルキル基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子又はヒドロキシ基をさらに有していてもよい。
Yの脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基及びカルボニル基からなる群より選ばれる基(2価の基)に置き換わっていてもよい。脂環式炭化水素基を構成するメチレン基が、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わった基としては例えば、環状エーテル基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つが酸素原子に置き換わった基)、環状ケトン基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基の1つ又は2つがカルボニル基に置き換わった基)、スルトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びスルホニル基に置き換わった基)及びラクトン環基(脂環式炭化水素基を構成するメチレン基のうち隣り合う2つのメチレン基が、それぞれ、酸素原子及びカルボニル基に置き換わった基)などが挙げられる。
As above-mentioned, Y represents the C1-C18 aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. Among these aliphatic hydrocarbon groups, Y is preferably an alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, and is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, More preferred is an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms.
When the aliphatic hydrocarbon group of Y has a substituent, the substituent is, for example, a halogen atom (excluding a fluorine atom), a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an aromatic having 6 to 18 carbon atoms. Group represented by a group hydrocarbon group, an aralkyl group having 7 to 21 carbon atoms, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, a glycidyloxy group or — (CH 2 ) j2 —O—CO—R b1 (wherein R b1 represents a hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, j2 represents an integer of 0 to 4, and the like. The aromatic hydrocarbon group and aralkyl group referred to here may further have, for example, an alkyl group, a halogen atom or a hydroxy group.
The methylene group constituting the aliphatic hydrocarbon group for Y may be replaced with a group (divalent group) selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfonyl group and a carbonyl group. Examples of the group in which the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group is replaced with an oxygen atom, a sulfonyl group or a carbonyl group include, for example, a cyclic ether group (one or two of the methylene groups constituting the alicyclic hydrocarbon group are A group in which an oxygen atom is substituted), a cyclic ketone group (a group in which one or two methylene groups constituting an alicyclic hydrocarbon group are replaced by a carbonyl group), a sultone ring group (which constitutes an alicyclic hydrocarbon group) Two adjacent methylene groups in the methylene group are replaced with oxygen atoms and sulfonyl groups, respectively, and a lactone ring group (two methylene groups adjacent in the methylene group constituting the alicyclic hydrocarbon group, A group in which an oxygen atom and a carbonyl group are substituted, respectively).

特に、Yの脂環式炭化水素基としては、式(Y1)〜式(Y29)で表される基が挙げられる。ここで、式(Y12)〜式(Y26)でそれぞれ表される基が、脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基の1〜3個がそれぞれ、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基で置き換わった基に該当する。なお、これら式(Y1)〜式(Y29)でそれぞれ表される基において、*はL1との結合手を表す。

Figure 2012215839
これらの中でも、好ましくは式(Y1)〜式(Y19)及び式(Y27)〜式(Y29)のいずれかで表される基であり、より好ましくは式(Y11)、式(Y14)、式(Y15)、式(Y19)、式(Y27)、式(Y28)及び式(Y29)で表される基であり、さらに好ましくは式(Y11)及び式(Y14)で表される基である。 In particular, examples of the alicyclic hydrocarbon group for Y include groups represented by formulas (Y1) to (Y29). Here, the groups represented by the formula (Y12) to the formula (Y26) were each replaced by 1 to 3 methylene groups contained in the alicyclic hydrocarbon group with an oxygen atom, a sulfonyl group, or a carbonyl group. It corresponds to the group. In the groups represented by these formulas (Y1) to (Y29), * represents a bond to L 1 .
Figure 2012215839
Among these, Preferably it is group represented by either of Formula (Y1)-Formula (Y19) and Formula (Y27)-Formula (Y29), More preferably, Formula (Y11), Formula (Y14), Formula (Y15), groups represented by formula (Y19), formula (Y27), formula (Y28) and formula (Y29), more preferably groups represented by formula (Y11) and formula (Y14). .

置換基を有する脂環式炭化水素基のYとしては、例えば以下のものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of Y of the alicyclic hydrocarbon group having a substituent include the following.
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

すでに説明したとおり、Yの脂環式炭化水素基は、式(Y1)及び式(Y2)で示したようにアダマンタン環を有する基であると好ましく、これらが置換基を有する場合、その置換基はヒドロキシ基又はオキソ基が好ましい。すなわち、置換基を有する脂環式炭化水素基としては、ヒドロキシアダマンチル基及びオキソアダマンチル基がYとして特に好ましい。   As already explained, the alicyclic hydrocarbon group of Y is preferably a group having an adamantane ring as shown in formulas (Y1) and (Y2), and when these have a substituent, Is preferably a hydroxy group or an oxo group. That is, as the alicyclic hydrocarbon group having a substituent, a hydroxyadamantyl group and an oxoadamantyl group are particularly preferable as Y.

スルホン酸アニオンの好適例を具体的に示すと、式(b1−1−1)、式(b1−1−2)、式(b1−1−3)、式(b1−1−4)、式(b1−1−5)、式(b1−1−6)、式(b1−1−7)、式(b1−1−8)及び式(b1−1−9)〔以下、「式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)」のように表記する。〕でそれぞれ表されるスルホン酸アニオンを挙げることができる。この式(b1−1−1)〜式(b1−1−1−9)でそれぞれ表されるスルホン酸アニオンにおいて、Lb1は式(b1−1)で表される基が好ましい。

Figure 2012215839
Specifically, preferred examples of the sulfonate anion include formula (b1-1-1), formula (b1-1-2), formula (b1-1-3), formula (b1-1-4), formula (B1-1-5), formula (b1-1-6), formula (b1-1-7), formula (b1-1-8) and formula (b1-1-9) [hereinafter referred to as "formula (b1 -1-1) to formula (b1-1-1-9) ". ] The sulfonate anion represented by each can be mentioned. In the sulfonic acid anion represented by each of the formula (b1-1-1) to the formula (b1-1-1-9), L b1 is preferably a group represented by the formula (b1-1).
Figure 2012215839

式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)でそれぞれ表されるスルホン酸アニオンの具体例は例えば、特開2010−204646号公報に記載されているスルホン酸アニオンを挙げることができる。   Specific examples of the sulfonate anions represented by formula (b1-1-1) to formula (b1-1-9) include sulfonate anions described in JP 2010-204646 A, for example. it can.

以下、好ましいスルホン酸アニオンとして、Lb1が、式(b1−1)で表される基であり、Yが、式(Y1)又は式(Y2)で表される脂環式炭化水素基である具体例を挙げる。Yが無置換の脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−1)〜式(b1−s−9)でそれぞれ表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839
Hereinafter, as a preferable sulfonate anion, L b1 is a group represented by the formula (b1-1), and Y is an alicyclic hydrocarbon group represented by the formula (Y1) or the formula (Y2). A specific example is given. Examples of the sulfonate anion in which Y is an unsubstituted alicyclic hydrocarbon group include those represented by the following formulas (b1-s-1) to (b1-s-9), respectively.

Figure 2012215839

Yがヒドロキシ基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−10)〜式(b1−s−18)でそれぞれ表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having a hydroxy group include those represented by the following formulas (b1-s-10) to (b1-s-18), respectively.
Figure 2012215839

Yが環状ケトン基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−19)〜式(b1−s−29)でそれぞれ表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839

Figure 2012215839
Examples of the sulfonate anion in which Y is a cyclic ketone group include those represented by the following formulas (b1-s-19) to (b1-s-29), respectively.
Figure 2012215839

Figure 2012215839

Yが芳香族基を有する脂環式炭化水素基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−30)〜式(b1−s−35)でそれぞれ表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the sulfonate anion in which Y is an alicyclic hydrocarbon group having an aromatic group include those represented by the following formulas (b1-s-30) to (b1-s-35).
Figure 2012215839

Yが、前記ラクトン環基又は前記スルホン酸環基であるスルホン酸アニオンとしては、以下の式(b1−s−36)〜式(b1−s−41)でそれぞれ表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839
Examples of the sulfonate anion in which Y is the lactone ring group or the sulfonate ring group include those represented by the following formulas (b1-s-36) to (b1-s-41).
Figure 2012215839

また、Yはアルキル基であってもよい。このようなスルホン酸アニオンとしては例えば、以下の式(b1−s−42)で表されるものが挙げられる。

Figure 2012215839
Y may be an alkyl group. Examples of such a sulfonate anion include those represented by the following formula (b1-s-42).
Figure 2012215839

酸発生剤(B)に含まれるカチオン(Z)は、有機スルホニウムカチオン又は有機ヨードニウムカチオンであり、好ましくは、有機スルホニウムカチオン、より好ましくは、有機アリールスルホニウムカチオンである。これらの有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオンは酸発生剤として光吸収部として機能する。 The cation (Z + ) contained in the acid generator (B) is an organic sulfonium cation or an organic iodonium cation, preferably an organic sulfonium cation, and more preferably an organic arylsulfonium cation. These organic sulfonium cations and organic iodonium cations function as a light absorbing part as an acid generator.

式(B1)中のZ+は、好ましくは式(b2−1)〜式(b2−4)でそれぞれ表される。

Figure 2012215839
Z + in formula (B1) is preferably represented by formula (b2-1) to formula (b2-4), respectively.
Figure 2012215839

式(b2−1)〜式(b2−4)において、
b4、Rb5及びRb6は、それぞれ独立に、炭素数1〜30の炭化水素基を表し、この炭化水素基のうちでは、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜18の芳香族炭化水素基が好ましい。該アルキル基は、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を有していてもよく、該脂環式炭化水素基は、ハロゲン原子、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよく、該芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の飽和環状炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を有していてもよい。
b7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
m2及びn2は、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。
b9及びRb10は、それぞれ独立に、炭素数1〜18のアルキル基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表すか、Rb9とRb10とは、それらが結合する硫黄原子とともに互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成する。該環に含まれるメチレン基は、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わってもよい。
b11は、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基を表す。
b9、Rb10及びRb11(Rb9〜Rb11)は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基であり、該脂肪族炭化水素基がアルキル基である場合、その炭素数は1〜12であると好ましく、該脂肪族炭化水素基が脂環式炭化水素基である場合、その炭素数は3〜18であると好ましく、4〜12であるとさらに好ましい。
b12は、炭素数1〜18の炭化水素基を表す。該炭化水素基のうち、芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルキルカルボニルオキシ基を有していてもよい。
b11とRb12は、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)は脂肪族環又は、該脂肪族環を構成するメチレン基が、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基に置き換わっている環である。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 , R b5 and R b6 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and among these hydrocarbon groups, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms and an oil having 3 to 18 carbon atoms A cyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms are preferred. The alkyl group may have a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the alicyclic hydrocarbon group includes a halogen atom and a carbon number. The aromatic hydrocarbon group may have 2 to 4 acyl groups or glycidyloxy groups, and the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a saturated cyclic carbonization having 3 to 18 carbon atoms. You may have a hydrogen group or a C1-C12 alkoxy group.
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 5.
R b9 and R b10 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or R b9 and R b10 are a sulfur atom to which they are bonded. Together with each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring). The methylene group contained in the ring may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
R b11 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms.
R b9 , R b10 and R b11 (R b9 to R b11 ) are each independently an aliphatic hydrocarbon group, and when the aliphatic hydrocarbon group is an alkyl group, the number of carbon atoms is 1 to 12. Preferably, when the aliphatic hydrocarbon group is an alicyclic hydrocarbon group, the carbon number thereof is preferably 3-18, and more preferably 4-12.
R b12 represents a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. Among the hydrocarbon groups, the aromatic hydrocarbon group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or 1 to 12 carbon atoms. It may have an alkylcarbonyloxy group.
R b11 and R b12 may be bonded to each other to form a 3- to 12-membered ring (preferably a 3- to 7-membered ring), and these 3- to 12-membered rings (preferably a 3-membered ring) (Membered ring to 7-membered ring) is an aliphatic ring or a ring in which the methylene group constituting the aliphatic ring is replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.

b13、Rb14、Rb15、Rb16、Rb17及びRb18(Rb13〜Rb18)は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
b11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
o2、p2、s2及びt2は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
u2は0又は1を表す。
o2が2以上であるとき、複数のRb13は同一でも異なっていてもよく、p2が2以上であるとき、複数のRb14はそれぞれ独立であり、s2が2以上であるとき、複数のRb15は同一でも異なっていてもよく、t2が2以上であるとき、複数のRb18は同一でも異なっていてもよい。
R b13, R b14, R b15 , R b16, R b17 and R b18 (R b13 ~R b18) are each independently a hydroxy group, an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms having 1 to 12 carbon atoms Represents.
L b11 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
o2, p2, s2, and t2 each independently represents an integer of 0 to 5.
q2 and r2 each independently represents an integer of 0 to 4.
u2 represents 0 or 1.
When o2 is 2 or more, the plurality of R b13 may be the same or different. When p2 is 2 or more, the plurality of R b14 are independent, and when s2 is 2 or more, a plurality of R b13 b15 may be the same or different, and when t2 is 2 or more, a plurality of Rb18 may be the same or different.

b12のアルキルカルボニルオキシ基の具体例としては、すでに例示したアシル基と酸素原子とが結合したものである。 As a specific example of the alkylcarbonyloxy group for R b12 , an acyl group exemplified above and an oxygen atom are bonded.

b9〜Rb12のアルキル基の好適例は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及び2−エチルヘキシル基などである。
b9〜Rb11の脂環式炭化水素基の好適例は、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、シクロデシル基、2−アルキルアダマンタン−2−イル基、1−(アダマンタン−1−イル)アルカン−1−イル基及びイソボルニル基などである。
b12の芳香族炭化水素基の好適例は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基及びナフチル基などである。
b12の芳香族炭化水素基とアルキル基が結合したものは、典型的にはアラルキル基である。
b9とRb10との組み合わせが結合して形成する環としては例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環及び1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。
b11とRb12との組み合わせが結合して形成する環としては例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環及びオキソアダマンタン環などが挙げられる。
Preferred examples of the alkyl group represented by R b9 to R b12 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an octyl group. And 2-ethylhexyl group.
Preferable examples of the alicyclic hydrocarbon group represented by R b9 to R b11 include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclodecyl group, 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- ( Adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group.
Preferred examples of the aromatic hydrocarbon group for R b12 include phenyl group, 4-methylphenyl group, 4-ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group, 4-methoxyphenyl group, And biphenylyl and naphthyl groups.
A group in which an aromatic hydrocarbon group of R b12 and an alkyl group are bonded is typically an aralkyl group.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b9 and R b10 include, for example, a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Etc.
Examples of the ring formed by combining the combination of R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.

かかるスルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンの具体例は、特開2010−204646号公報に記載されたものを挙げることができる。   Specific examples of the sulfonium cation and the iodonium cation include those described in JP 2010-204646 A.

例示した有機カチオンの中でも、式(b2−1)で表されるものが好ましく、以下の式(b2−1−1)で表される有機カチオン〔以下、「カチオン(b2−1−1)」という。〕がより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0である。)、ジフェニルトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=0、x2=1であり、Rb21がメチル基である。)又はトリトリルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=1であり、Rb19、Rb20及びRb21がいずれもメチル基である。)がさらに好ましい。

Figure 2012215839
式(b2−1−1)中、
b19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
該脂肪族炭化水素基の炭素数は1〜12であると好ましく、炭素数1〜12のアルキル基及び炭素数4〜18の脂環式炭化水素基がより好ましく、さらには置換基として、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜18の芳香族炭化水素基、炭素数2〜4のアシル基又はグリシジルオキシ基を有していてもよい。
v2、w2及びx2は、それぞれ独立に0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。
v2が2以上のとき、複数のRb19は同一でも異なっていてもよく、w2が2以上のとき、複数のRb20は同一でも異なっていてもよく、x2が2以上のとき、複数のRb21は同一でも異なっていてもよい。
なかでも、Rb19、Rb20及びRb21は、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、炭素数1〜12のアルキル基、又は炭素数1〜12のアルコキシ基である。 Among the exemplified organic cations, those represented by the formula (b2-1) are preferable, and organic cations represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)” That's it. ] Is more preferable, and triphenylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0), diphenyltolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = 0, x2 = 1 and R b21 is a methyl group) or a tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 1, and R b19 , R b20 and More preferably, R b21 is a methyl group.

Figure 2012215839
In formula (b2-1-1),
R b19 , R b20 and R b21 each independently represent a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
The aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alicyclic hydrocarbon group having 4 to 18 carbon atoms. You may have an atom, a hydroxy group, a C1-C12 alkoxy group, a C6-C18 aromatic hydrocarbon group, a C2-C4 acyl group, or a glycidyloxy group.
v2, w2 and x2 each independently represent an integer of 0 to 5 (preferably 0 or 1).
When v2 is 2 or more, a plurality of R b19 may be the same or different. When w2 is 2 or more, a plurality of R b20 may be the same or different. When x2 is 2 or more, a plurality of R b19 b21 may be the same or different.
Among them, R b19 , R b20 and R b21 are preferably each independently a halogen atom (more preferably a fluorine atom), a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. It is a group.

酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。上述のアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができ、好ましくは、(b1−1−1)〜(b1−1−9)のいずれかのスルホン酸アニオンと、(b2−1−1)の有機カチオンとの組合せ、並びに、(b1−1−3)〜(b1−1−5)のいずれかのスルホン酸アニオンと、(b2−3)の有機カチオンとの組合せが挙げられる。   The acid generator (B1) is a combination of the above-described sulfonate anion and organic cation. The above-mentioned anion and cation can be arbitrarily combined. Preferably, any one of the sulfonate anions of (b1-1-1) to (b1-1-9) and the organic of (b2-1-1) Combinations with cations, and combinations of the sulfonate anions of (b1-1-3) to (b1-1-5) with the organic cations of (b2-3) can be mentioned.

酸発生剤(B1)としては、好ましくは、式(B1−1)〜式(B1−17)でそれぞれ表される塩が挙げられ、より好ましくは、トリフェニルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤、式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−7)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)及び式(B1−14)でそれぞれ表される酸発生剤が挙げられる。

Figure 2012215839
The acid generator (B1) is preferably a salt represented by each of the formulas (B1-1) to (B1-17), more preferably an acid generator containing a triphenylsulfonium cation, a formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-7), Formula (B1-11), Formula (B1-12), Formula ( B1-13) and acid generators represented by formula (B1-14), respectively.
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

Figure 2012215839
Figure 2012215839

酸発生剤(B)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは3質量部以上25質量部以下である。
本レジスト組成物においては、酸発生剤(B)は、単独でも複数種であってもよい。
The content of the acid generator (B) is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 25 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin (A).
In the present resist composition, the acid generator (B) may be a single type or a plurality of types.

<塩基性化合物(C)>
本レジスト組成物には、塩(X)に加え、塩(X)とは異なる塩基性化合物(C)を含有していてもよい。本レジスト組成物に、この塩基性化合物(C)を含有する場合、塩基性化合物(C)の含有量は、塩(X)の総含有量100質量部に対して、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、さらに好ましくは100質量部以下にすることが好ましい。また、塩基性化合物(C)を含有する場合、該塩基性化合物(C)と(X)との合計含有量は、本レジスト組成物の固形分中、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。なお、ここでいう固形分については後述する。
<Basic compound (C)>
In addition to salt (X), this resist composition may contain a basic compound (C) different from salt (X). When the basic composition (C) is contained in the resist composition, the content of the basic compound (C) is preferably 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total content of the salt (X). More preferably, it is 150 parts by mass or less, and more preferably 100 parts by mass or less. When the basic compound (C) is contained, the total content of the basic compound (C) and (X) is preferably 2% by mass or less, more preferably in the solid content of the resist composition. 1% by mass or less. In addition, solid content here is mentioned later.

塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性のアミン、アンモニウム塩又はこれらの組み合わせであり、該アミン及び該アンモニウム塩はその分子内に硫黄原子を有さないものが好ましい。アミンとしては、脂肪族アミン及び芳香族アミンが挙げられる。脂肪族アミンとしては、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンが挙げられる。塩基性化合物(C)として、好ましくは、式(C1)〜式(C8)で表される化合物が挙げられ、より好ましくは式(C1−1)で表される化合物が挙げられる。   The basic compound (C) is preferably a basic amine, an ammonium salt or a combination thereof, and the amine and the ammonium salt preferably have no sulfur atom in the molecule. Examples of amines include aliphatic amines and aromatic amines. Aliphatic amines include primary amines, secondary amines and tertiary amines. The basic compound (C) is preferably a compound represented by the formula (C1) to the formula (C8), more preferably a compound represented by the formula (C1-1).

Figure 2012215839

[式(C1)中、
c1、Rc2及びRc3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素基又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表し、該アルキル基及び該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又は炭素数1〜6のアルコキシ基で置換されていてもよく、該芳香族炭化水素基に含まれる水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基で置換されていてもよい。]
Figure 2012215839

[In the formula (C1),
R c1 , R c2 and R c3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. The hydrogen atom contained in the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with a hydroxy group, an amino group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group The hydrogen atom contained is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It may be. ]

Figure 2012215839

[式(C1−1)中、
c2及びRc3は、前記と同義である。
c4は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基を表す。
m3は0〜3の整数を表し、m3が2以上のとき、複数のRc4は、互いに同一でも異なってもよい。]
Figure 2012215839

[In the formula (C1-1),
R c2 and R c3 are as defined above.
R c4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon having 5 to 10 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms.
m3 represents an integer of 0 to 3, and when m3 is 2 or more, a plurality of R c4 s may be the same as or different from each other. ]

Figure 2012215839

[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
c5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
c9は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数3〜6の脂環式炭化水素基又は炭素数2〜6のアルカノイル基を表す。
n3は0〜8の整数を表し、n3が2以上のとき、複数のRc9は、互いに同一でも異なってもよい。]
Figure 2012215839

[In Formula (C2), Formula (C3) and Formula (C4),
R c5 , R c6 , R c7 and R c8 are each independently synonymous with R c1 .
R c9 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms.
n3 represents an integer of 0 to 8, and when n3 is 2 or more, the plurality of R c9 may be the same as or different from each other. ]

Figure 2012215839

[式(C5)及び式(C6)中、
c10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
c14、Rc15及びRc17は、それぞれ独立に、Rc4と同義である「。
o3及びp3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、o3が2以上であるとき、複数のRc14は互いに同一でも異なってもよい。p3が2以上であるとき、複数のRc15は互いに同一でも異なってもよい。
c1は、炭素数1〜6のアルキレン基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012215839

[In Formula (C5) and Formula (C6),
R c10 , R c11 , R c12 , R c13 and R c16 are each independently synonymous with R c1 .
R c14 , R c15 and R c17 are each independently synonymous with R c4 .
o3 and p3 each independently represent an integer of 0 to 3, and when o3 is 2 or more, a plurality of R c14 s may be the same as or different from each other. When p3 is 2 or more, the plurality of R c15 may be the same as or different from each other.
L c1 represents a C 1-6 alkylene group, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

Figure 2012215839

[式(C7)及び式(C8)中、
c18、Rc19及びRc20は、それぞれ独立に、Rc4と同義である。
q3、r3及びs3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表し、q3が2以上であるとき、複数のRc18は互いに同一でも異なってもよい。r3が2以上であるとき、複数のRc19は互いに同一でも異なってもよい。s3が2以上であるとき、複数のRc20は互いに同一でも異なってもよい。
c2は、単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
Figure 2012215839

[In Formula (C7) and Formula (C8),
R c18, R c19 and R c20 in each occurrence independently has the same meaning as R c4.
q3, r3 and s3 each independently represents an integer of 0 to 3, and when q3 is 2 or more, the plurality of R c18 may be the same or different from each other. When r3 is 2 or more, the plurality of R c19 may be the same as or different from each other. When s3 is 2 or more, the plurality of R c20 may be the same as or different from each other.
L c2 represents a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]

式(C1)で表される化合物としては、1−ナフチルアミン、2−ナフチルアミン、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、及び4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられ、好ましくはジイソプロピルアニリンが挙げられ、特に好ましくは2,6−ジイソプロピルアニリンが挙げられる。   Examples of the compound represented by the formula (C1) include 1-naphthylamine, 2-naphthylamine, aniline, diisopropylaniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, N-methylaniline, N, N- Dimethylaniline, diphenylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tri Pentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentylamine, methyl Hexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, ethyldinonyl Amine, ethyldidecylamine, dicyclohexylmethylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, triisopropanolamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4′-diamino-1,2- Examples include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, and 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane. Isopropyl aniline, and the like, especially preferred include 2,6-diisopropylaniline.

式(C2)で表される化合物としては、ピペラジンなどが挙げられる。
式(C3)で表される化合物としては、モルホリンなどが挙げられる。
式(C4)で表される化合物としては、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。
式(C5)で表される化合物としては、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
式(C6)で表される化合物としては、イミダゾール及び4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
式(C7)で表される化合物としては、ピリジン及び4−メチルピリジンなどが挙げられる。
式(C8)で表される化合物としては、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン及び2,2’−ジピコリルアミン、ビピリジンなどが挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (C2) include piperazine.
Examples of the compound represented by the formula (C3) include morpholine.
Examples of the compound represented by the formula (C4) include piperidine and hindered amine compounds having a piperidine skeleton described in JP-A No. 11-52575.
Examples of the compound represented by the formula (C5) include 2,2′-methylenebisaniline.
Examples of the compound represented by the formula (C6) include imidazole and 4-methylimidazole.
Examples of the compound represented by the formula (C7) include pyridine and 4-methylpyridine.
Examples of the compound represented by the formula (C8) include 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,2-di (2-pyridyl) ethene, 1, 2-di (4-pyridyl) ethene, 1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (4-pyridyloxy) ethane, di (2-pyridyl) ketone, 4,4′-dipyridyl sulfide 4,4′-dipyridyl disulfide, 2,2′-dipyridylamine and 2,2′-dipiconylamine, bipyridine and the like.

アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド及びテトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリンなどが挙げられる。   As ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, tetraisopropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, phenyltrimethylammonium hydroxide, 3- (trifluoromethyl) phenyltrimethyl Examples include ammonium hydroxide and tetra-n-butylammonium salicylate and choline.

<溶剤(D)>
本レジスト組成物に含有される溶剤(D)は、用いる塩(X)や樹脂(A)などの種類及びその量、酸発生剤(B)[特に、酸発生剤(B1)]の種類及びその量などに応じ、さらに後述するレジストパターンの製造において、基板上に本レジスト組成物を塗布する際の塗布性が良好となるという点から適宜、最適なものを選ぶことができる。
<Solvent (D)>
The solvent (D) contained in the resist composition includes the type and amount of the salt (X) and resin (A) used, the amount of the acid generator (B) [particularly, the type of the acid generator (B1)] and Depending on the amount of the resist composition, an optimum one can be appropriately selected from the viewpoint that in the production of a resist pattern, which will be described later, the applicability when the resist composition is applied on the substrate is improved.

溶剤(D)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類などを挙げることができる。溶剤(D)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent (D) include glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether; ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and Examples thereof include esters such as ethyl pyruvate; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone; cyclic esters such as γ-butyrolactone. A solvent (D) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<その他の成分>
本レジスト組成物は、塩(X)、樹脂(A)及び酸発生剤(B)、必要に応じて用いられる溶剤(D)、塩基性化合物(C)以外の構成成分を含有していてもよい。この構成成分を「成分(F)」という。かかる成分(F)としては、本技術分野で広く用いられている添加剤、例えば、樹脂(A)以外の高分子化合物、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤及び染料などが挙げられる。
<Other ingredients>
Even if this resist composition contains structural components other than salt (X), resin (A), and an acid generator (B), the solvent (D) used as needed, and a basic compound (C). Good. This component is referred to as “component (F)”. Examples of the component (F) include additives widely used in this technical field, such as polymer compounds other than the resin (A), sensitizers, dissolution inhibitors, surfactants, stabilizers and dyes. Can be mentioned.

<本レジスト組成物の調製方法>
本レジスト組成物は、塩(X)、樹脂(A)及び酸発生剤(B)、並びに必要に応じて用いられる溶剤(D)、塩基性化合物(C)及びその他の成分(F)を混合することで調製することができる。また、必要に応じて、成分(F)を混合することもある。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂(A)などの種類や樹脂(A)などの溶剤(D)に対する溶解度などに応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
各成分を混合した後は、孔径0.01〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過することが好ましい。
<Preparation method of the present resist composition>
This resist composition is a mixture of salt (X), resin (A), acid generator (B), solvent (D), basic compound (C) and other components (F) used as necessary. Can be prepared. Moreover, a component (F) may be mixed as needed. In such mixing, the mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing can select the suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to solvent (D), such as a kind (resin (A)), such as resin (A). An appropriate mixing time can be selected from 0.5 to 24 hours depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
After mixing each component, it is preferable to filter using a filter having a pore size of about 0.01 to 0.2 μm.

本レジスト組成物における塩(X)の含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下であり、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上であり、さらに好ましくは0.05質量%以上である。なお、ここでいう固形分とは、本レジスト組成物から溶剤(D)を取り除いたもののことをいう。該固形分は、本レジスト組成物を液体クロマトグラフィーやガスクロマトグラフィーなどの分析に供することにより求めることができる。   The content ratio of the salt (X) in the resist composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less, based on the solid content of the resist composition. Preferably it is 0.001 mass% or more, More preferably, it is 0.01 mass% or more, More preferably, it is 0.05 mass% or more. In addition, solid content here means what remove | excluded the solvent (D) from this resist composition. The solid content can be determined by subjecting the resist composition to analysis such as liquid chromatography and gas chromatography.

本レジスト組成物における樹脂(A)の含有割合は、本レジスト組成物の固形分を基準に好ましい範囲が定められる。具体的は、該固形分の質量を基準として、樹脂(A)は80質量%以上であることが好ましい。   A preferable range of the content ratio of the resin (A) in the resist composition is determined based on the solid content of the resist composition. Specifically, the resin (A) is preferably 80% by mass or more based on the mass of the solid content.

本レジスト組成物における酸発生剤(B)の含有割合は、樹脂(A)の含有量に対して好ましい範囲に設定される。具体的には、樹脂(A)の含有量に対して、酸発生剤(B)が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。   The content rate of the acid generator (B) in this resist composition is set to a preferable range with respect to the content of the resin (A). Specifically, the acid generator (B) is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, more preferably based on the content of the resin (A). Is 25% by mass or less.

本レジスト組成物に塩基性化合物(C)を含有させる場合、その含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは、0.01〜5質量%程度であり、より好ましく0.01〜3質量%程度であり、特に好ましく0.01〜1質量%程度である。   When the basic compound (C) is contained in the resist composition, the content ratio is preferably about 0.01 to 5% by mass with respect to the solid content of the resist composition, more preferably 0.8. It is about 01 to 3% by mass, particularly preferably about 0.01 to 1% by mass.

本レジスト組成物中の溶剤(D)の含有割合は、本レジスト組成物の総量に対して、90質量%以上、好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上であり、例えば99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。   The content ratio of the solvent (D) in the present resist composition is 90% by mass or more, preferably 92% by mass or more, more preferably 94% by mass or more, based on the total amount of the present resist composition. It is 9 mass% or less, Preferably it is 99 mass% or less.

本レジスト組成物に成分(F)を含有させる場合、該成分(F)の種類に応じて、適切な含有量を定めることができる。   When the resist composition contains the component (F), an appropriate content can be determined according to the type of the component (F).

<レジストパターンの製造方法>
本レジスト組成物を用いるレジストパターンの製造方法を具体的に示すと、
(1)本レジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を、現像する工程
を含むものである。以下、ここに示す工程の各々を、「工程(1)」〜「工程(5)」のようにいう。
<Method for producing resist pattern>
Specifically showing a method for producing a resist pattern using the present resist composition,
(1) a step of applying the resist composition on a substrate;
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer using an exposure machine;
(4) a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating. Hereinafter, each of the steps shown here is referred to as “step (1)” to “step (5)”.

工程(1)における本レジスト組成物の基板上への塗布は、スピンコーターなど、半導体の微細加工のレジスト材料塗布用として広く用いられている塗布装置によって行うことができる。かくして基板上に、本レジスト組成物からなる塗布膜が形成される。当該塗布装置の条件(塗布条件)を種々調節することで、該塗布膜の膜厚は調整可能であり、適切な予備実験などを行うことにより、所望の膜厚の塗布膜になるように塗布条件を選ぶことができる。本レジスト組成物を塗布する前の基板は、微細加工を実施しようとする種々のものを選ぶことができる。なお、本レジスト組成物を塗布する前に、基板を洗浄したり、反射防止膜を形成しておいたりすることもできる。この反射防止膜の形成には例えば、市販の有機反射防止膜用組成物を用いることができる。   Application of the resist composition on the substrate in the step (1) can be performed by a coating apparatus widely used for applying a resist material for semiconductor microfabrication, such as a spin coater. Thus, a coating film made of the present resist composition is formed on the substrate. The film thickness of the coating film can be adjusted by variously adjusting the conditions (coating conditions) of the coating apparatus, and by applying an appropriate preliminary experiment, the coating film can be applied to have a desired film thickness. You can choose the conditions. Various substrates to be subjected to microfabrication can be selected as the substrate before applying the resist composition. The substrate can be washed or an antireflection film can be formed before applying the resist composition. For example, a commercially available composition for an organic antireflection film can be used for forming the antireflection film.

工程(2)においては、基板上に塗布された本レジスト組成物、すなわち塗布膜を乾燥させて、溶剤〔溶剤(D)〕を除去する。乾燥処理は、例えば、ホットプレートなどの加熱装置を用いた加熱手段(いわゆるプリベーク)又は減圧装置を用いた減圧手段により、或いはこれらの手段を組み合わせて、該塗布膜から溶剤(D)を蒸発させることにより行われる。乾燥条件は、本レジスト組成物に含有される溶剤(D)の種類などに応じて選択でき、例えばホットプレートを用いる加熱手段では、該ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にして行うことが好ましい。また、減圧手段では、適当な減圧機の中に、塗布膜が形成された基板を封入した後、該減圧機の内部圧力を1〜1.0×10Pa程度にして行うことが好ましい。かくして塗布膜から溶剤(D)を除去することにより、該基板上には組成物層が形成される。 In step (2), the resist composition applied on the substrate, that is, the coating film is dried to remove the solvent [solvent (D)]. In the drying process, for example, the solvent (D) is evaporated from the coating film by a heating means using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), a decompression means using a decompression device, or a combination of these means. Is done. The drying conditions can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in a heating means using a hot plate, the surface temperature of the hot plate is set in the range of about 50 to 200 ° C. Preferably it is done. In the decompression means, it is preferable to enclose the substrate on which the coating film is formed in an appropriate decompressor, and then set the internal pressure of the decompressor to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. Thus, by removing the solvent (D) from the coating film, a composition layer is formed on the substrate.

工程(3)は該組成物層を露光する工程であり、好ましくは、露光機を用いて該組成物層を露光する工程である。露光には、微細加工を実施しようとする所望のパターンが形成されたマスク(フォトマスク)を介して露光が行われる。露光機の露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するものなど、種々のものを用いることができる。また、該露光機は液浸露光機であってもよい。また、露光機は、電子線、超紫外光(EUV)を照射するものであってもよい。本明細書において、これらの放射線を照射することを総称して「露光」という。
上述のとおり、マスクを介して露光することにより、該組成物層には露光された部分(露光部)及び露光されていない部分(未露光部)が生じる。露光部の組成物層では該組成物層に含まれる酸発生剤(B)〔好ましくは、酸発生剤(B1)〕が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸の作用により、樹脂(A)にある酸不安定基が脱保護反応により親水性を生じるため、露光部の組成物層にある樹脂(A)はアルカリ水溶液に可溶なものとなる。一方、未露光部では露光エネルギーを受けないため、樹脂(A)はアルカリ水溶液に対して不溶又は難溶のままとなる。露光部にある組成物層と未露光部にある組成物層とは、アルカリ水溶液に対する溶解性が著しく相違することとなる。
Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably a step of exposing the composition layer using an exposure machine. The exposure is performed through a mask (photomask) on which a desired pattern to be finely processed is formed. As an exposure light source of the exposure machine, an ultraviolet light source such as a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm), or a solid-state laser light source (YAG In addition, various lasers such as those that emit laser light from a far ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region by converting the wavelength of laser light from a semiconductor laser or the like can be used. The exposure machine may be an immersion exposure machine. The exposure machine may irradiate an electron beam or extreme ultraviolet light (EUV). In this specification, irradiating these radiations is collectively referred to as “exposure”.
As described above, by exposing through a mask, an exposed portion (exposed portion) and an unexposed portion (unexposed portion) are generated in the composition layer. In the composition layer of the exposed portion, the acid generator (B) [preferably, the acid generator (B1)] contained in the composition layer generates an acid upon receiving exposure energy, and further, by the action of the generated acid, Since the acid labile group in the resin (A) is rendered hydrophilic by the deprotection reaction, the resin (A) in the composition layer in the exposed area becomes soluble in an alkaline aqueous solution. On the other hand, since the exposure energy is not received in the unexposed area, the resin (A) remains insoluble or hardly soluble in the alkaline aqueous solution. The solubility of the composition layer in the exposed area and the composition layer in the unexposed area are significantly different from each other in the aqueous alkali solution.

工程(4)においては、露光後の組成物層に加熱処理(いわゆるポストエキスポジャーベーク)が行われる。かかる加熱処理は前記工程(2)で示したホットプレートを用いる加熱手段が好ましい。なお、工程(4)において、ホットプレートを用いる加熱手段を行う場合、該ホットプレートの表面温度は50〜200℃程度が好ましく、70〜150℃程度がより好ましい。当該加熱処理により、上記脱保護反応が促進される。   In step (4), the composition layer after exposure is subjected to heat treatment (so-called post-exposure baking). Such heat treatment is preferably a heating means using a hot plate shown in the step (2). In addition, when performing the heating means using a hot plate in the step (4), the surface temperature of the hot plate is preferably about 50 to 200 ° C, more preferably about 70 to 150 ° C. The deprotection reaction is promoted by the heat treatment.

工程(5)は、加熱後の組成物層を現像する工程であり、好ましくは、加熱後の組成物層を現像装置により現像するものである。現像する工程で、加熱後の組成物層をアルカリ水溶液と接触させると、露光部の組成物層は該アルカリ水溶液に溶解して除去され、未露光部の組成物層は基板上に残るため、当該基板上にレジストパターンが製造される。
前記アルカリ水溶液としては、「アルカリ現像液」と称される本技術分野で公知のものを用いることができる。該アルカリ水溶液としては例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液や(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液などが挙げられる。
Step (5) is a step of developing the heated composition layer, and preferably the heated composition layer is developed with a developing device. In the step of developing, when the heated composition layer is brought into contact with an alkaline aqueous solution, the exposed composition layer is dissolved and removed in the alkaline aqueous solution, and the unexposed composition layer remains on the substrate. A resist pattern is manufactured on the substrate.
As the alkaline aqueous solution, those known in this technical field called “alkaline developer” can be used. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and an aqueous solution of (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline).

現像後、レジストパターンは、超純水などでリンス処理を行うことが好ましい。さらに基板及びレジストパターン上に残存している水分を除去することが好ましい。   After development, the resist pattern is preferably rinsed with ultrapure water or the like. Furthermore, it is preferable to remove moisture remaining on the substrate and the resist pattern.

以上のような工程(1)〜工程(5)を含むレジストパターン製造方法によれば、本レジスト組成物は、良好な断面形状、すなわち略矩形の断面形状を有するレジストパターンを製造できる。特に、本レジスト組成物は、電子線描画(EB)又はEUV露光によるレジストパターン製造において、断面形状が極めて優れたレジストパターンを得ることができる。   According to the resist pattern manufacturing method including the steps (1) to (5) as described above, the present resist composition can manufacture a resist pattern having a good cross-sectional shape, that is, a substantially rectangular cross-sectional shape. In particular, this resist composition can obtain a resist pattern having an extremely excellent cross-sectional shape in the production of resist patterns by electron beam drawing (EB) or EUV exposure.

<用途>
上述のように、本レジスト組成物は、電子線描画用又はEUV露光用のレジスト組成物として好適であるのみならず、KrFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物、ArFエキシマレーザ露光用のレジスト組成物としても好適である。
<Application>
As described above, the present resist composition is suitable not only as a resist composition for electron beam drawing or EUV exposure, but also as a resist composition for KrF excimer laser exposure and a resist composition for ArF excimer laser exposure. It is also suitable.

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す「%」及び「部」は、特記ないかぎり質量基準である。
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型)により求めた値である。
カラム:TSKgel G4000HXL+TSKgel G2000HXL
+ guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
In Examples and Comparative Examples, “%” and “part” representing the content and the amount used are based on mass unless otherwise specified.
The weight average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC type manufactured by Tosoh Corporation) using polystyrene as a standard product.
Column: TSKgel G4000H XL + TSKgel G2000H XL
+ Guardcolumn (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 1.0 mL / min
Detector: RI detector Column temperature: 40 ° C
Injection volume: 100 μl
Molecular weight standard: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)

合成例1(樹脂A1の合成)
メタクリル酸2−エチル−2−アダマンチル11.18部、p−アセトキシスチレン14.60部及びメタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル3.55部に、1,4−ジオキサン28.82部を加えて溶液とし、この溶液を87℃まで昇温した。次いで、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル2.96部を添加し、87℃程度を保持したまま、6時間保温した。冷却後、反応混合物を、メタノール291.41部とイオン交換水124.89部との混合液に注いで重合物を沈殿させ、沈殿物をろ過した。得られた沈殿物、該沈殿物同量のメタノール、及び4−ジメチルアミノピリジン2.93部を混合し、この混合物を還流下、15時間加熱した。冷却後、得られた反応液に氷酢酸2.16部を加え中和した後、大量の水に注ぐことにより、樹脂を沈殿させた。析出した樹脂をろ別し、当該樹脂をアセトンに溶解させた後、大量の水に注いで沈殿させるという再沈殿操作を3回繰り返して精製し、重量平均分子量が約3.4×10の樹脂27.71部を得た。この樹脂を樹脂A1とする。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin A1)
To 11.18 parts of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 14.60 parts of p-acetoxystyrene and 3.55 parts of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 28.82 parts of 1,4-dioxane was added. The solution was heated to 87 ° C. Next, 2.96 parts of azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and the mixture was kept warm for 6 hours while maintaining about 87 ° C. After cooling, the reaction mixture was poured into a mixed solution of 291.41 parts of methanol and 124.89 parts of ion-exchanged water to precipitate a polymer, and the precipitate was filtered. The resulting precipitate, the same amount of methanol, and 2.93 parts of 4-dimethylaminopyridine were mixed, and the mixture was heated under reflux for 15 hours. After cooling, the resulting reaction solution was neutralized with 2.16 parts of glacial acetic acid, and then poured into a large amount of water to precipitate the resin. The precipitated resin is filtered off, and the resin is dissolved in acetone, and then purified by repeating the reprecipitation operation of pouring into a large amount of water three times, and the weight average molecular weight is about 3.4 × 10 3 . 27.71 parts of resin were obtained. This resin is referred to as Resin A1.

合成例2(樹脂A2の合成)
メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル10.54部、p−アセトキシスチレン14.60部、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル3.55部に、1,4−ジオキサン47.09部を加えて溶液とし、この溶液を87℃まで昇温した。次いで、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル2.96部を添加し、87℃程度を保持したまま、6時間保温した。冷却後、反応混合物を、メタノール285.67部とイオン交換水122.43部との混合液に注いで重合物を沈殿させ、沈殿物をろ過した。得られた沈殿物、該沈殿物同量のメタノール、及び4−ジメチルアミノピリジン2.93部を混合し、この混合物を還流下、15時間加熱した。冷却後、得られた反応液に氷酢酸2.16部を加え中和した後、大量の水に注ぐことにより、樹脂を沈殿させた。析出した樹脂をろ別し、当該樹脂をアセトンに溶解させた後、大量の水に注いで沈殿させるという再沈殿操作を3回繰り返して精製し、重量平均分子量が約3.7×10の樹脂28.15部を得た。この樹脂を樹脂A2とする。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Resin A2)
To 10.54 parts of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 14.60 parts of p-acetoxystyrene and 3.55 parts of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 47.09 parts of 1,4-dioxane was added. The solution was heated to 87 ° C. Next, 2.96 parts of azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and the mixture was kept warm for 6 hours while maintaining about 87 ° C. After cooling, the reaction mixture was poured into a mixed solution of 285.67 parts of methanol and 122.43 parts of ion-exchanged water to precipitate a polymer, and the precipitate was filtered. The resulting precipitate, the same amount of methanol, and 2.93 parts of 4-dimethylaminopyridine were mixed, and the mixture was heated under reflux for 15 hours. After cooling, the resulting reaction solution was neutralized with 2.16 parts of glacial acetic acid, and then poured into a large amount of water to precipitate the resin. The precipitated resin was filtered off, and the resin was dissolved in acetone and then purified by repeating the reprecipitation operation of pouring into a large amount of water three times to obtain a weight average molecular weight of about 3.7 × 10 3 . 28.15 parts of resin were obtained. This resin is referred to as Resin A2.

合成例3(樹脂A3の合成)
メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル10.54部、p−アセトキシスチレン14.60部、スチレン1.56部に、1,4−ジオキサン44.12部を加えて溶液とし、この溶液を87℃まで昇温した。次いで、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.69部を添加し、87℃程度を保持したまま、6時間保温した。冷却後、反応混合物を、メタノール267.63部とイオン交換水114.70部との混合液に注いで重合物を沈殿させ、沈殿物をろ過した。得られた沈殿物、該沈殿物同量のメタノール、及び4−ジメチルアミノピリジン2.67部を混合し、この混合物を還流下、15時間加熱した。冷却後、得られた反応液に氷酢酸1.31部を加え中和した後、大量の水に注ぐことにより、樹脂を沈殿させた。析出した樹脂をろ別し、当該樹脂をアセトンに溶解させた後、大量の水に注いで沈殿させるという再沈殿操作を3回繰り返して精製し、重量平均分子量が約3.3×10の樹脂25.16部を得た。この樹脂を樹脂A3とする。
Synthesis Example 3 (Synthesis of Resin A3)
1,4-Dioxane 44.12 parts are added to 10.54 parts of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 14.60 parts of p-acetoxystyrene, and 1.56 parts of styrene to obtain a solution. The temperature was raised to. Next, 0.69 part of azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and the mixture was kept warm for 6 hours while maintaining about 87 ° C. After cooling, the reaction mixture was poured into a mixed solution of 267.63 parts of methanol and 114.70 parts of ion-exchanged water to precipitate a polymer, and the precipitate was filtered. The resulting precipitate, the same amount of methanol, and 2.67 parts of 4-dimethylaminopyridine were mixed, and the mixture was heated under reflux for 15 hours. After cooling, 1.31 parts of glacial acetic acid was added to the resulting reaction solution to neutralize it, and then poured into a large amount of water to precipitate the resin. The precipitated resin was filtered off, and the resin was dissolved in acetone, and then purified by repeating the reprecipitation operation of pouring into a large amount of water three times, and the weight average molecular weight was about 3.3 × 10 3 . 25.16 parts of resin were obtained. This resin is designated as resin A3.

合成例4(樹脂A4の合成)
メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチル11.18部、p−アセトキシスチレン15.09部、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル3.55部に、1,4−ジオキサン28.82部を加えて溶液とし、この溶液を82℃まで昇温した。次いで、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル0.86部を添加し、82℃程度を保持したまま、6時間保温した。冷却後、反応混合物を、メタノール291.41部とイオン交換水124.89部との混合液に注いで重合物を沈殿させ、沈殿物をろ過した。得られた沈殿物、該沈殿物同量のメタノール、及び4−ジメチルアミノピリジン2.93部を混合し、この混合物を還流下、15時間加熱した。冷却後、得られた反応液に氷酢酸1.31部を加え中和した後、大量の水に注ぐことにより、樹脂を沈殿させた。析出した樹脂をろ別し、当該樹脂をアセトンに溶解させた後、大量の水に注いで沈殿させるという再沈殿操作を3回繰り返して精製し、重量平均分子量が約8.5×10の樹脂22.42部を得た。この樹脂を樹脂A4とする。
Synthesis Example 4 (Synthesis of Resin A4)
To 11.18 parts of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, 15.09 parts of p-acetoxystyrene and 3.55 parts of 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 28.82 parts of 1,4-dioxane was added. The solution was heated to 82 ° C. Next, 0.86 part of azobisisobutyronitrile was added as an initiator, and the mixture was kept warm for 6 hours while maintaining about 82 ° C. After cooling, the reaction mixture was poured into a mixed solution of 291.41 parts of methanol and 124.89 parts of ion-exchanged water to precipitate a polymer, and the precipitate was filtered. The resulting precipitate, the same amount of methanol, and 2.93 parts of 4-dimethylaminopyridine were mixed, and the mixture was heated under reflux for 15 hours. After cooling, 1.31 parts of glacial acetic acid was added to the resulting reaction solution to neutralize it, and then poured into a large amount of water to precipitate the resin. The precipitated resin is filtered off, and the resin is dissolved in acetone and then purified by repeating the reprecipitation operation of pouring into a large amount of water three times, and the weight average molecular weight is about 8.5 × 10 3 . 22.42 parts of resin were obtained. This resin is designated as resin A4.

実施例1〜11及び比較例1
以下の表4の各成分を混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルターで濾過して、レジスト組成物を調製した。
Examples 1 to 11 and Comparative Example 1
The components shown in Table 4 below were mixed and dissolved, and further filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition.

<酸発生剤(B)>
酸発生剤B1

Figure 2012215839
<樹脂(A)>
樹脂A1〜樹脂A4 <Acid generator (B)>
Acid generator B1
Figure 2012215839
<Resin (A)>
Resin A1 to Resin A4

<塩(X)>
化合物X1:

Figure 2012215839
化合物X2:
Figure 2012215839
化合物X3:
Figure 2012215839
化合物X4:
Figure 2012215839
化合物X5:
Figure 2012215839
化合物X6:
Figure 2012215839
化合物X7:
Figure 2012215839
<Salt (X)>
Compound X1:
Figure 2012215839
Compound X2:
Figure 2012215839
Compound X3:
Figure 2012215839
Compound X4:
Figure 2012215839
Compound X5:
Figure 2012215839
Compound X6:
Figure 2012215839
Compound X7:
Figure 2012215839

<塩基性化合物(C)>
塩基性化合物C1:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
塩基性化合物C2:

Figure 2012215839
<Basic compound (C)>
Basic compound C1: tetrabutylammonium hydroxide Basic compound C2:
Figure 2012215839

<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 400.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 150.0部
γ−ブチロラクトン 5.0部
<Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 400.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 150.0 parts γ-butyrolactone 5.0 parts

電子線用レジスト組成物としての評価
シリコンウェハーを、ダイレクトホットプレート上にて、ヘキサメチルジシラザンを用いて90℃で60秒処理した上で、表4記載のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が0.04μmとなるようにスピンコートした。レジスト組成物塗布後は、ダイレクトホットプレート上にて、表4記載の温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト膜を形成したそれぞれのウェハーに、電子線描画機〔(株)日立製作所製の「HL−800D 50keV」を用い、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。露光後は、ホットプレート上にて表4記載の温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
Evaluation as electron beam resist composition A silicon wafer was treated with hexamethyldisilazane at 90 ° C. for 60 seconds on a direct hot plate, and the film thickness after drying the resist composition described in Table 4 Was spin-coated so as to be 0.04 μm. After applying the resist composition, it was pre-baked (PB) for 60 seconds at a temperature shown in Table 4 on a direct hot plate. Each wafer on which the resist film was thus formed was exposed to a line-and-space pattern using an electron beam drawing machine [“HL-800D 50 keV” manufactured by Hitachi, Ltd.] with the exposure amount being changed stepwise. After exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds at a temperature shown in Table 4 on a hot plate, and paddle development was further performed for 60 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

Figure 2012215839
Figure 2012215839

<形状評価>
100nmのラインアンドスペースパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。そして、そのパターンの断面形状が矩形に近く良好なもの(図1の(a))を「g」(good)、トップ形状がT字型に近いもの(図1の(b))を「b」(bad)とする2水準で評価した。その結果を表5に示す。なお、図1に示すレジストパターンの概念図は、ラインアンドスペースパターン1つを切断したときの断面形状を模式的に示すものである。「g」に該当する、断面形状が優れたレジストパターンとは、複数箇所の断面を上述のようにして観察したとき、略全ての断面形状が矩形に近く良好なものであったことを意味する。
<Shape evaluation>
A 100 nm line and space pattern was observed with a scanning electron microscope. Then, the cross-sectional shape of the pattern is close to a rectangle and good (FIG. 1A) is “g” (good), and the top shape is close to a T shape (FIG. 1B) is “b”. "(Bad)". The results are shown in Table 5. The conceptual diagram of the resist pattern shown in FIG. 1 schematically shows a cross-sectional shape when one line and space pattern is cut. The resist pattern having an excellent cross-sectional shape corresponding to “g” means that almost all of the cross-sectional shapes were close to rectangular when the cross-sections at a plurality of locations were observed as described above. .

<解像度評価>
各レジスト膜において、100nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量となる露光量において、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、50nmの線幅を解像しているものを「e」(exellent)、50nmを超え60nm以下の線幅を解像しているものをの線幅を解像しているものを「g」(good)、60nmの線幅を解像していないものを「b」(bad)とする3水準で評価した。
これらの結果を表5に示す。
<Resolution evaluation>
In each resist film, a resist pattern is observed with a scanning electron microscope at an exposure amount at which a 100 nm line and space pattern is 1: 1, and a line width of 50 nm is resolved by “e "(Exellent)" means that the line width of 50 nm or less and 60 nm or less is resolved. "G" (good) means that the line width of 60 nm is not resolved. Was evaluated at three levels with “b” (bad).
These results are shown in Table 5.

Figure 2012215839
Figure 2012215839

実施例12(EUV用レジスト組成物としての評価)
シリコンウェハーを、ダイレクトホットプレート上にて、ヘキサメチルジシラザンを用いて90℃で60秒処理した上で、表6記載のレジスト液を乾燥後の膜厚が0.04μmとなるようにスピンコートした。レジスト液塗布後は、ダイレクトホットプレート上にて、表6記載の温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト膜を形成したそれぞれのウェハーに、EUV露光機を用い、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。露光後は、ホットプレート上にて表6記載の温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
Example 12 (Evaluation as a resist composition for EUV)
A silicon wafer was processed on a direct hot plate with hexamethyldisilazane at 90 ° C. for 60 seconds, and then the resist solution described in Table 6 was spin-coated so that the film thickness after drying was 0.04 μm. did. After applying the resist solution, it was pre-baked (PB) for 60 seconds at the temperature shown in Table 6 on a direct hot plate. Each wafer on which the resist film was formed in this manner was exposed to a line-and-space pattern using an EUV exposure machine while changing the exposure stepwise. After the exposure, post-exposure baking (PEB) was performed for 60 seconds at a temperature shown in Table 6 on a hot plate, and paddle development was further performed for 60 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

Figure 2012215839
Figure 2012215839

<形状評価>
30nmのラインアンドスペースパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。そして、そのパターンの断面形状が矩形に近く良好なもの(図1の(a))を「g」(good)、トップ形状がT字型に近いもの(図1の(b))を「b」(bad)とする2水準で評価した。その結果を表7に示す。
<Shape evaluation>
A 30 nm line and space pattern was observed with a scanning electron microscope. Then, the cross-sectional shape of the pattern is close to a rectangle and good (FIG. 1A) is “g” (good), and the top shape is close to a T shape (FIG. 1B) is “b”. "(Bad)". The results are shown in Table 7.

<解像度評価>
レジスト膜において、30nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量となる露光量において、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、24nmの線幅を解像しているものを「e」(exellent)、24nmを超え28nm以下の線幅を解像しているものをの線幅を解像しているものを「g」(good)、28nmの線幅を解像していないものを「b」(bad)とする3水準で評価した。
これらの結果を表7に示す。
<Resolution evaluation>
In the resist film, the resist pattern is observed with a scanning electron microscope at an exposure amount at which the 30 nm line and space pattern is 1: 1, and the line width of 24 nm is resolved as “e”. (Exellent), “g” (good) that resolves the line width of the line width that exceeds 24 nm and 28 nm or less, and that that does not resolve the line width of 28 nm Evaluation was made at three levels, “b” (bad).
These results are shown in Table 7.

Figure 2012215839
Figure 2012215839

本発明のレジスト組成物によれば、優れた形状を有するレジストパターンを製造できるので、半導体の微細加工に極めて有用である。   According to the resist composition of the present invention, since a resist pattern having an excellent shape can be produced, it is extremely useful for fine processing of semiconductors.

Claims (9)

以下の(A)、(B)及び(X)を含有するレジスト組成物。
(A)アルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液に溶解し得る樹脂;
(B)スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤;
(X)式(I)で表される塩;
Figure 2012215839

[式(I)中、
Wは、環を構成する原子として4級窒素原子を1つ含む、5又は6員環の芳香族性複素環を表す。
nは1又は2を表す。
nが1である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数3〜24の脂環式飽和炭化水素基及び置換基を有してもよい炭素数2〜12のアルケニル基からなる群より選ばれる、前記4級窒素原子に結合している1価の基を表す。
nが2である場合、Rは、置換基を有してもよい炭素数1〜8のアルカンジイル基を表す。
n1は、Aの電荷数を表し、n2はAn1−の個数を表し、n1×n2=nの関係を満たす。
n1−は、ハロゲンイオン又は有機アニオンを表す。]
A resist composition containing the following (A), (B) and (X).
(A) a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and can be dissolved in an alkaline aqueous solution by the action of an acid;
(B) an acid generator comprising a sulfonium salt or an iodonium salt;
(X) a salt represented by the formula (I);
Figure 2012215839

[In the formula (I),
W represents a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring containing one quaternary nitrogen atom as an atom constituting the ring.
n represents 1 or 2.
When n is 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may have a substituent, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 24 carbon atoms that may have a substituent, and The monovalent group couple | bonded with the said quaternary nitrogen atom chosen from the group which consists of a C2-C12 alkenyl group which may have a substituent is represented.
When n is 2, R < 1 > represents the C1-C8 alkanediyl group which may have a substituent.
n1 represents the number of charges of A, n2 represents the number of A n1− , and satisfies the relationship of n1 × n2 = n.
An n1- represents a halogen ion or an organic anion. ]
前記(X)は、
前記式(I)のnが1であり、かつ
Figure 2012215839

で表される部分構造が、以下の式(I−a)で表される構造の塩である請求項1記載のレジスト組成物。
Figure 2012215839

[式(I−a)中、
は、酸素原子、硫黄原子又はN(R13)で表される基であり、
10、R11、R12及びR13はそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基である。]
Said (X) is
N in the formula (I) is 1, and
Figure 2012215839

The resist composition according to claim 1, wherein the partial structure represented by the formula (Ia) is a salt of a structure represented by the following formula (Ia):
Figure 2012215839

[In the formula (Ia),
R 2 is a group represented by an oxygen atom, a sulfur atom or N (R 13 ),
R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. ]
前記(X)が、1−メチル−3−メチルイミダゾールカチオン又は1−メチル−3−エチルイミダゾールカチオンを有する塩である請求項1記載のレジスト組成物。   2. The resist composition according to claim 1, wherein (X) is a salt having 1-methyl-3-methylimidazole cation or 1-methyl-3-ethylimidazole cation. 前記式(I)のAn1−が、ヨウ素アニオン、有機スルホン酸アニオン、有機スルホンアミドアニオン又は有機カルボン酸アニオンである請求項1〜3のいずれか記載のレジスト組成物。 The resist composition according to any one of claims 1 to 3, wherein An n1- in the formula (I) is an iodine anion, an organic sulfonate anion, an organic sulfonamide anion, or an organic carboxylate anion. 前記(B)が、以下の式(B1)で表される酸発生剤である請求項1〜4のいずれか記載のレジスト組成物。
Figure 2012215839
[式(B1)中、
1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
b1は、炭素数1〜17の2価の脂肪族飽和炭化水素基を表し、該2価の脂肪族飽和炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
Yは、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の1価の脂肪族炭化水素基を表し、該1価の脂肪族炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、スルホニル基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
+は、スルホニウムカチオン又はヨードニウムカチオンを表す。]
The resist composition according to claim 1, wherein (B) is an acid generator represented by the following formula (B1).
Figure 2012215839
[In the formula (B1),
Q 1 and Q 2 each independently represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L b1 represents a divalent aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, and the methylene group constituting the divalent aliphatic saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. .
Y represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, and the methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group includes an oxygen atom, a sulfonyl group Alternatively, it may be replaced with a carbonyl group.
Z + represents a sulfonium cation or an iodonium cation. ]
前記式(B1)のLb1が、以下の式(b1−1)で表される基である請求項5記載の組成物。
Figure 2012215839
[式(b1−1)中、
b2は、単結合又は炭素数1〜15のアルカンジイル基を表す。
左側の*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子と結合する結合手であり、右側の*は、Yと結合する結合手である。]
The composition according to claim 5, wherein L b1 in the formula (B1) is a group represented by the following formula (b1-1).
Figure 2012215839
[In the formula (b1-1),
L b2 represents a single bond or an alkanediyl group having 1 to 15 carbon atoms.
The * on the left side is a bond that bonds to the carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ), and the * on the right side is a bond that bonds to Y. ]
前記式(B1)のYが、置換基を有していてもよい炭素数3〜18の1価の脂環式炭化水素基である請求項5又は6記載のレジスト組成物。   The resist composition according to claim 5 or 6, wherein Y in the formula (B1) is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms which may have a substituent. さらに溶剤を含有する請求項1〜7のいずれか記載のレジスト組成物。   Furthermore, the resist composition in any one of Claims 1-7 containing a solvent. (1)請求項8記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥させて組成物層を形成する工程、
(3)組成物層を露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程
を含むレジストパターンの製造方法。
(1) The process of apply | coating the resist composition of Claim 8 on a board | substrate,
(2) The process of drying the composition after application | coating and forming a composition layer,
(3) a step of exposing the composition layer,
(4) A method for producing a resist pattern, comprising a step of heating the composition layer after exposure, and (5) a step of developing the composition layer after heating.
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