JP6175777B2 - Salt, resist composition and method for producing resist pattern - Google Patents
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Description
本発明は、酸発生剤用の塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a salt for an acid generator, a resist composition, and a method for producing a resist pattern.
特許文献1には、酸発生剤用の塩として、下記式で表される塩を含有するレジスト組成物が記載されている。
Patent Document 1 describes a resist composition containing a salt represented by the following formula as a salt for an acid generator.
従来のレジスト組成物では、レジストパターン製造時のフォーカスマージン(DOF)が必ずしも十分に満足できない場合があった。 In the conventional resist composition, the focus margin (DOF) at the time of manufacturing the resist pattern may not always be sufficiently satisfied.
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される塩。
[式(I)中、
Q1及びQ2は、同一又は相異なり、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。
L1は、4価の炭素数1〜30の飽和炭化水素基を表し、該4価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該4価の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。
R1は、1価の炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、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に置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、−NR4−、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。
複数存在するR1は、同一であっても異なっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
〔2〕-L1−(R1)3で示される基が、式(L1−1)又は式(L1−2)で表される基である〔1〕記載の塩。
[式(L1−1)及び式(L1−2)中、
R1は前記と同一の意味を表わす。
X0は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の4価の飽和炭化水素基を表し、該4価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該4価の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。
*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子との結合手を表す。]
〔3〕Z+が、アリールスルホニウムカチオンである前記〔1〕又は〔2〕記載の塩。
〔4〕前記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の塩を有効成分として含有する酸発生剤。
〔5〕前記〔4〕記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸と作用してアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。
〔6〕さらに塩基性化合物を含有する前記〔5〕記載のレジスト組成物。
〔7〕(1)前記〔5〕又は〔6〕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)組成物層に露光する工程、
(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。
The present invention includes the following inventions.
[1] A salt represented by the formula (I).
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 are the same or different and each represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 represents a tetravalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the tetravalent saturated hydrocarbon group may be replaced with a fluorine atom or a hydroxy group, and the tetravalent The methylene group constituting the saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
R 1 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with a hydroxy group, and the alicyclic hydrocarbon The methylene group constituting the group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, —NR 4 —, a sulfonyl group or a carbonyl group.
A plurality of R 1 may be the same or different.
Z + represents an organic cation. ]
[2] The salt according to [1], wherein the group represented by -L 1- (R 1 ) 3 is a group represented by the formula (L 1 -1) or the formula (L 1 -2).
[In the formula (L 1 -1) and the formula (L 1 -2),
R 1 represents the same meaning as described above.
X 0 represents a C1-C18 tetravalent saturated hydrocarbon group which may have a substituent, and a hydrogen atom contained in the tetravalent saturated hydrocarbon group is replaced with a fluorine atom or a hydroxy group. The methylene group constituting the tetravalent saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with a carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ). ]
[3] The salt according to [1] or [2], wherein Z + is an arylsulfonium cation.
[4] An acid generator containing the salt according to any one of [1] to [3] as an active ingredient.
[5] The acid generator according to the above [4] and a resin, wherein the resin has an acid labile group and is insoluble or hardly soluble in an aqueous alkali solution, and acts on the acid to react with the aqueous alkali solution. A resist composition, which is a resin that can be dissolved in
[6] The resist composition according to [5], further containing a basic compound.
[7] (1) A step of applying the resist composition according to [5] or [6] 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.
本発明の塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物を用いれば、優れたフォーカスマージン(DOF)で、レジストパターンを製造できる。 If a resist composition containing the salt of the present invention as an acid generator is used, a resist pattern can be produced with an excellent focus margin (DOF).
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。 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.
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。
脂肪族炭化水素基は、鎖式及び環式の双方を含み、特に定義しない限り、鎖式及び脂環式の脂肪族炭化水素基が組み合わせられたものをも包含する。また、これら脂肪族炭化水素基は、その一部に炭素−炭素二重結合を含んでいてもよいが、飽和の基(脂肪族飽和炭化水素基)が好ましい。
The hydrocarbon group includes an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group includes both a chain type and a cyclic type, and includes a combination of a chain type and an alicyclic aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined. Further, these aliphatic hydrocarbon groups may contain a carbon-carbon double bond in a part thereof, but a saturated group (aliphatic saturated hydrocarbon group) is preferable.
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち1価のものとしては、典型的にはアルキル基が挙げられる。該アルキル基の具体例は、メチル基(C1)、エチル基(C2)、プロピル基(C3)、ブチル基(C4)、ペンチル基(C5)、ヘキシル基(C6)、ヘプチル基(C7)、オクチル基(C8)、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)などである。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち2価のものとしては、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挙げられる。アルカンジイル基の具体例は、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、エタン−1,1−ジイル基、プロパン−1,1−ジイル基及びプロパン−2,2−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,3−ジイル基、2−メチルプロパン−1,2−ジイル基、ペンタン−1,4−ジイル基、2−メチルブタン−1,4−ジイル基などである。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち3価のものとしては、アルキル基から水素原子を2個取り去ったアルカントリイル基が挙げられる。アルカントリイル基の具体例は、メタントリイル 基、エタン−1,1,2−トリイル基、エタン−1,2,2−トリイル基、プロパン−1,2,3−トリイル基、ブタン−1,2,4−トリイル基、ペンタン−1,3,5−トリイル基、ヘプタン−1,4,7−トリイル基、ノナン−1,5,9−トリイル基及び以下で表される3価の基などである。
鎖式の脂肪族炭化水素基のうち4価のものとしては、アルキル基から水素原子を3個取り去ったアルカンテトライル基が挙げられる。アルカンテトライル基の具体例は、以下で表される4価の基などである。
Of the chain aliphatic hydrocarbon groups, the monovalent one typically includes an alkyl group. Specific examples of the alkyl group include a methyl group (C 1 ), an ethyl group (C 2 ), a propyl group (C 3 ), a butyl group (C 4 ), a pentyl group (C 5 ), a hexyl group (C 6 ), heptyl (C 7), octyl (C 8), decyl (C 10), dodecyl (C 12), hexadecyl (C 14), pentadecyl (C 15), hexyl decyl group (C 16), A heptadecyl group (C 17 ) and an octadecyl group (C 18 ).
Examples of the divalent group of chain aliphatic hydrocarbon groups include alkanediyl groups in which one hydrogen atom has been removed from an alkyl group. Specific examples of the alkanediyl group include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, Hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11 -Diyl group, dodecane-1,12-diyl group, tridecane-1,13-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, pentadecane-1,15-diyl group, hexadecane-1,16-diyl group, heptadecane -1,17-diyl group, ethane-1,1-diyl group, propane-1,1-diyl group and propane-2,2-diyl group, butane-1,3-diyl group, 2-methylpropane-1 , 3 Diyl, 2-methylpropane-1,2-diyl, pentane-1,4-diyl group, and a 2-methylbutane-1,4-diyl group.
Examples of the trivalent group of chain aliphatic hydrocarbon groups include alkanetriyl groups in which two hydrogen atoms have been removed from an alkyl group. Specific examples of the alkanetriyl group include methanetriyl group, ethane-1,1,2-triyl group, ethane-1,2,2-triyl group, propane-1,2,3-triyl group, butane-1,2 , 4-triyl group, pentane-1,3,5-triyl group, heptane-1,4,7-triyl group, nonane-1,5,9-triyl group and trivalent groups represented by is there.
Examples of the tetravalent group of chain aliphatic hydrocarbon groups include alkanetetrayl groups in which three hydrogen atoms have been removed from an alkyl group. Specific examples of the alkanetetrayl group include a tetravalent group represented by the following.
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。)は、典型的には、シクロアルキル基であり、以下に示す単環式及び多環式のいずれをも包含する。 The cyclic aliphatic hydrocarbon group (hereinafter sometimes referred to as “alicyclic hydrocarbon group” in some cases) is typically a cycloalkyl group, and any of the monocyclic and polycyclic groups shown below can be used. Is also included.
脂環式炭化水素基のうち1価のものとして、単環式の脂肪族炭化水素基は、以下の式(KA−1)〜(KA−7)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。
As a monovalent alicyclic hydrocarbon group, a monocyclic aliphatic hydrocarbon group represents 1 hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-1) to (KA-7). It is a group that has been removed.
多環式の脂肪族炭化水素基は、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。
The polycyclic aliphatic hydrocarbon group is a group in which one hydrogen atom of a cycloalkane represented by the following formulas (KA-8) to (KA-22) is removed.
脂環式炭化水素基のうち2価のものとしては、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、3価のものとしては、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を3個取り去った基が挙げられ、4価のものとしては、式(KA−1)〜式(KA−22)の脂環式炭化水素から水素原子を4個取り去った基が挙げられる。 Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include groups in which two hydrogen atoms have been removed from the alicyclic hydrocarbon of formula (KA-1) to formula (KA-22). Examples of the group include groups in which three hydrogen atoms have been removed from the alicyclic hydrocarbons of the formulas (KA-1) to (KA-22), and examples of the tetravalent group include formulas (KA-1) to And a group obtained by removing four hydrogen atoms from the alicyclic hydrocarbon of the formula (KA-22).
脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、その都度定義するが、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アリール基、アラルキル基及びアリールオキシ基などが挙げられる。 The aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. The substituent is defined each time, and examples thereof include a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aralkyl group, and an aryloxy group.
アルコキシ基としては、メトキシ基(C1)、エトキシ基(C2)、プロポキシ基(C3)、ブトキシ基(C4)、ペンチルオキシ基(C5)、ヘキシルオキシ基(C6)、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)などが挙げられる。
アシル基としては、アセチル基(C2)、プロピオニル基(C3)、ブチリル基(C4)、バレイル基(C5)、ヘキサノイル基(C6)、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並びにベンゾイル基(C7)などのアリール基とカルボニル基とが結合したものが挙げられる。
アシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基及びイソブチリルオキシ基などが挙げられる。
アラルキル基としては、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)などが挙げられる。
アリールオキシ基としては、フェニルオキシ基(C6)、ナフチルオキシ基(C10)、アントリルオキシ基(C14)、ビフェニルオキシ基(C12)、フェナントリルオキシ基(C14)及びフルオレニルオキシ基(C13)などのアリール基と酸素原子とが結合したものが挙げられる。
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 ).
Examples of the acyl group include 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 group ( Examples include those in which an alkyl group such as C 8 ), decanoyl group (C 10 ) and dodecanoyl group (C 12 ) and a carbonyl group are bonded, and those in which an aryl group such as benzoyl group (C 7 ) and a carbonyl group are bonded. It is done.
Examples of the acyloxy group include an acetyloxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, and an isobutyryloxy group.
Examples of the aralkyl group include benzyl group (C 7 ), phenethyl group (C 8 ), phenylpropyl group (C 9 ), naphthylmethyl group (C 11 ), and naphthylethyl group (C 12 ).
Aryloxy groups include phenyloxy group (C 6 ), naphthyloxy group (C 10 ), anthryloxy group (C 14 ), biphenyloxy group (C 12 ), phenanthryloxy group (C 14 ) and full A combination of an aryl group such as an oleenyloxy group (C 13 ) and an oxygen atom is exemplified.
1価の芳香族炭化水素基としては、典型的には、アリール基が挙げられる。
アリール基としては、フェニル基(C6)、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)などが挙げられる。2価の芳香族炭化水素基は例えば、ここに例示したアリール基から、さらに水素原子1個と取り去ったアリーレン基を挙げることができる。
The monovalent aromatic hydrocarbon group typically includes an aryl group.
Examples of the aryl 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 a fluorenyl group (C 13 ). . Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group include an arylene group in which one hydrogen atom is further removed from the aryl group exemplified here.
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都度定義するが、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.
飽和炭化水素基とは、上述した脂肪族炭化水素基のうち飽和のもの、つまり、上述した鎖式及び環式の脂肪族炭化水素基のうち飽和のものを意味する。また、飽和炭化水素基も、脂肪族炭化水素基と同様の置換基を有していてもよい。 The saturated hydrocarbon group means a saturated group among the above-described aliphatic hydrocarbon groups, that is, a saturated group among the above-described chain and cyclic aliphatic hydrocarbon groups. Further, the saturated hydrocarbon group may have the same substituent as the aliphatic hydrocarbon group.
また、「(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」及び「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。 Further, "(meth) acrylic monomer" means at least one monomer having a structure of "CH 2 = CH-CO-" or "CH 2 = C (CH 3) -CO- ". 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.
以下、本レジスト組成物の構成成分を説明する。 Hereinafter, the components of the resist composition will be described.
本発明は上述のとおり、式(I)で表される塩(以下、場合により「塩(I)」という。)に関するものである。 As described above, the present invention relates to a salt represented by the formula (I) (hereinafter sometimes referred to as “salt (I)”).
<式(I)で表される塩>
[式(I)中、
Q1及びQ2は、同一又は相異なり、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。
L1は、4価の炭素数1〜30の飽和炭化水素基を表し、該4価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該4価の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。
R1は、1価の炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、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に置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、−NR4−、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。
複数存在するR1は、それぞれ独立に、同一であっても異なっていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
<Salt represented by formula (I)>
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 are the same or different and each represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
L 1 represents a tetravalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrogen atom contained in the tetravalent saturated hydrocarbon group may be replaced with a fluorine atom or a hydroxy group, and the tetravalent The methylene group constituting the saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
R 1 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced with a hydroxy group, and the alicyclic hydrocarbon The methylene group constituting the group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, —NR 4 —, a sulfonyl group or a carbonyl group.
A plurality of R 1 may be the same or different independently of each other.
Z + represents an organic cation. ]
なお、以下の説明において、式(I)で表される塩から、有機カチオン(Z+)を除去してなる負電荷を有するものを、場合により「スルホン酸アニオン」という。 In the following description, those having a negative charge obtained by removing the organic cation (Z + ) from the salt represented by the formula (I) are sometimes referred to as “sulfonate anions”.
まず、式(I)で表される塩を構成するスルホン酸アニオンから説明する。
Q1及びQ2は、同一又は相異なり、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。このペルフルオロアルキル基としては、すでに例示した炭素数1〜6のアルキル基において、当該アルキル基に含まれる全ての水素原子がフッ素原子に置き換わったものが挙げられる。具体的にいえば、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である。ここでは、ペルフルオロアルキル基を、その具体例を挙げて説明したが、Q1及びQ2は同一又は相異なり、フッ素原子又はトリフルオロメチル基が好ましく、Q1及びQ2はともにフッ素原子がさらに好ましい。
First, the sulfonate anion constituting the salt represented by the formula (I) will be described.
Q 1 and Q 2 are the same or different and each represents a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group. Examples of the perfluoroalkyl group include those in which all the hydrogen atoms contained in the alkyl group in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms already exemplified are replaced with fluorine atoms. Specific examples include 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, and a perfluorohexyl group. Here, the perfluoroalkyl group has been described with specific examples. However, Q 1 and Q 2 are the same or different and are preferably a fluorine atom or a trifluoromethyl group, and both Q 1 and Q 2 are further fluorine atoms. preferable.
L1の4価の飽和炭化水素基は、炭素数1〜30の範囲において、すでに例示したアルカンテトライル基、上述の式(KA−1)〜式(KA−22)のいずれかの脂環式炭化水素から水素原子を4個取り去った、4価の脂環式炭化水素基などが挙げられる。また、L1の4価の飽和炭化水素基は、炭素数30以下の範囲であれば、アルカンジイル基と4価の脂環式炭化水素基とを任意に組み合わせた4価の基でもよいし、アルカントリイル基と3価の脂環式炭化水素基とを任意に組み合わせた4価の基でもよいし、アルカンテトライル基と2価の脂環式炭化水素基とを任意に組み合わせた4価の基でもよい。 The tetravalent saturated hydrocarbon group of L 1 is an alkanetetrayl group already exemplified in the range of 1 to 30 carbon atoms, and an alicyclic ring of any one of the above formulas (KA-1) to (KA-22). And a tetravalent alicyclic hydrocarbon group obtained by removing four hydrogen atoms from the formula hydrocarbon. In addition, the tetravalent saturated hydrocarbon group of L 1 may be a tetravalent group in which an alkanediyl group and a tetravalent alicyclic hydrocarbon group are arbitrarily combined as long as the number of carbon atoms is 30 or less. Further, a tetravalent group arbitrarily combining an alkanetriyl group and a trivalent alicyclic hydrocarbon group, or an arbitrary combination of an alkanetetrayl group and a divalent alicyclic hydrocarbon group 4 May be a valent group.
すでに述べたように、L1の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。このように、飽和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基をL1として有する式(I)で表される塩は、当該式(I)で表される塩の製造上の容易さを考慮すれば好ましいものである。なお、式(I)で表される塩の製造方法は後述する。 As described above, the methylene group constituting the saturated hydrocarbon group for L 1 may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group. Thus, the salt represented by the formula (I) having a group in which the methylene group constituting the saturated hydrocarbon group is replaced by an oxygen atom or a carbonyl group as L 1 is the salt represented by the formula (I). This is preferable in view of ease of manufacture. In addition, the manufacturing method of the salt represented by Formula (I) is mentioned later.
L1の飽和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基であるとき、−L1−(R1)3で示される基の具体例としては、例えば、以下の式(L1−1)又は式(L1−2)で表される基が挙げられる。
[式(L1−1)及び式(L1−2)中、
R1は前記と同一の意味を表わす。
X0は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の4価の飽和炭化水素基を表し、該4価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該4価の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。
*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子との結合手を表す。]
When the methylene group constituting the saturated hydrocarbon group of L 1 is a group in which an oxygen atom or a carbonyl group is substituted, specific examples of the group represented by -L 1- (R 1 ) 3 include, for example, And groups represented by the formula (L 1 -1) or the formula (L 1 -2).
[In the formula (L 1 -1) and the formula (L 1 -2),
R 1 represents the same meaning as described above.
X 0 represents a C1-C18 tetravalent saturated hydrocarbon group which may have a substituent, and a hydrogen atom contained in the tetravalent saturated hydrocarbon group is replaced with a fluorine atom or a hydroxy group. The methylene group constituting the tetravalent saturated hydrocarbon group may be replaced with an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with a carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ). ]
式(L1−1)で表される基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (L 1 -1) include the following.
式(L1−2)で表される基としては、例えば以下のものが挙げられる。
Examples of the group represented by the formula (L 1 -2) include the following.
L1の飽和炭化水素基の水素原子がフッ素原子又はヒドロキシ基で置換されたときの−L1−(R1)3で示される基としては、例えば、以下のものが挙げられる。
-L 1 when L1 hydrogen atoms of a saturated hydrocarbon group is substituted with a fluorine atom or a hydroxyl group - Examples of the group represented by (R 1) 3, for example, include the following.
R1で表される1価の炭素数3〜36の脂環式炭化水素基、該脂環式炭化水素基に含まれる水素原子がヒドロキシ基に置き換わった基及び該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基が酸素原子、硫黄原子、−NR4−、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、下記の基が挙げられる。 A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms represented by R 1 , a group in which a hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group is replaced with a hydroxy group, and the alicyclic hydrocarbon group; Examples of the group in which the constituting methylene group is replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, —NR 4 —, a sulfonyl group, or a carbonyl group include the following groups.
ここで、式(I)で表される塩を構成するスルホン酸アニオンの具体例を示す。
Here, the specific example of the sulfonate anion which comprises the salt represented by Formula (I) is shown.
次に、式(I)で表される塩を構成する有機カチオン(Z+)について説明する。
Z+で表される有機カチオンとしては、有機オニウムカチオン、有機スルホニウムカチオン、有機ヨードニウムカチオン、有機アンモニウムカチオン、有機ベンゾチアゾリウムカチオン及び有機ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。これらの中でも、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、有機スルホニウムカチオン及び有機ヨードニウムカチオンが好ましく、さらに好ましくは、以下の式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される有機カチオン〔以下、各式の番号に応じて、「カチオン(b2−1)」、「カチオン(b2−2)」、「カチオン(b2−3)」及び「カチオン(b2−4)」ということがある。〕である。
Next, the organic cation (Z + ) constituting the salt represented by the formula (I) will be described.
Examples of the organic cation represented by Z + include organic onium cations, organic sulfonium cations, organic iodonium cations, organic ammonium cations, organic benzothiazolium cations, and organic phosphonium cations. Among these, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, an organic sulfonium cation and an organic iodonium cation are preferable, and more preferably, they are represented by any of the following formulas (b2-1) to (b2-4). Organic cation [hereinafter referred to as “cation (b2-1)”, “cation (b2-2)”, “cation (b2-3)” and “cation (b2-4)” according to the number of each formula There is. ].
式(b2−1)〜式(b2−4)において、
Rb4〜Rb6は、互いに独立に、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基、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。該脂肪族炭化水素基は、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の脂肪族炭化水素基、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を有していてもよい。Rb4、Rb5及びRb6から選ばれる2つが一緒になって、イオウ原子を含む環を形成してもよい。
In formula (b2-1) to formula (b2-4),
R b4 to R b6 each independently represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. The aliphatic hydrocarbon 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 may be a halogen atom. May have an acyl group having 2 to 4 carbon atoms or a glycidyloxy group, and the aromatic hydrocarbon group is a halogen atom, a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or 3 carbon atoms. It may have an -18 alicyclic hydrocarbon group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms. Two members selected from R b4 , R b5 and R b6 may be combined to form a ring containing a sulfur atom.
Rb4、Rb5及びRb6から選ばれる2つが一緒になって形成してもよい環としては、単環式、多環式、芳香族性、非芳香族性、飽和及び不飽和のいずれの環であってもよく、イオウ原子を1以上含むものであれば、さらに、1以上のイオウ原子及び/又は1以上の酸素原子を含んでいてもよい。該環としては、炭素数3〜18の環が好ましく、炭素数4〜13の環がより好ましい。 The ring which may be formed by combining two selected from R b4 , R b5 and R b6 is any of monocyclic, polycyclic, aromatic, non-aromatic, saturated and unsaturated. It may be a ring and may contain one or more sulfur atoms and / or one or more oxygen atoms as long as it contains one or more sulfur atoms. As the ring, a ring having 3 to 18 carbon atoms is preferable, and a ring having 4 to 13 carbon atoms is more preferable.
Rb7及びRb8は、互いに独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12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。
m2及びn2は、互いに独立に0〜5の整数を表す。m2が2以上である場合、複数のRb7は互いに同一であっても異なってもよく、n2が2以上である場合、複数のRb8は互いに同一であっても異なってもよい。
Rb9及びRb10は、互いに独立に、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜18の脂環式炭化水素基を表す。
Rb11は、水素原子、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基、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。
Rb9〜Rb11は、互いに独立に、脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜12)又は脂環式炭化水素基(好ましくは炭素数3〜18、より好ましくは炭素数4〜12)である。
Rb12は、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、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し、該芳香族炭化水素基は、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、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2〜12のアルキルカルボニルオキシ基を有していてもよい。
Rb9とRb10及びRb11とRb12は、互いに独立に、互いに結合して3員〜12員(好ましくは3員〜7員)環を形成していてもよく、該環に含まれるメチレン基が、酸素原子、硫黄原子又はカルボニル基で置き換わっていてもよい。
R b7 and R b8 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon 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. When m2 is 2 or more, the plurality of R b7 may be the same or different from each other. When n2 is 2 or more, the plurality of R b8 may be the same or different from each other.
R b9 and R b10 each independently represent a C 1-18 aliphatic hydrocarbon group or a C 3-18 alicyclic hydrocarbon group.
R b11 represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon 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 to R b11 are independently of each other an aliphatic hydrocarbon group (preferably having 1 to 12 carbon atoms) or an alicyclic hydrocarbon group (preferably having 3 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms). It is.
R b12 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 18 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, and the aromatic hydrocarbon group is And having an aliphatic hydrocarbon 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 an alkylcarbonyloxy group having 2 to 12 carbon atoms. Also good.
R b9 and R b10 and R b11 and R b12 may be bonded to each other to form a 3- to 12-membered (preferably 3- to 7-membered) ring, and methylene contained in the ring The group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom or a carbonyl group.
Rb13〜Rb18は、互いに独立に、ヒドロキシ基、炭素数1〜12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。
Lb11は、酸素原子又は硫黄原子を表す。
o2、p2、s2及びt2は、互いに独立に、0〜5の整数を表す。
q2及びr2は、互いに独立に、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は互いに同一であっても異なってもよく、p2が2以上であるとき、複数のRb14は互いに同一であっても異なってもよく、s2が2以上であるとき、複数のRb15は互いに同一であっても異なってもよく、t2が2以上であるとき、複数のRb18は互いに同一であっても異なってもよい。
R b13 to R b18 each independently represent a hydroxy group, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
L b11 represents an oxygen atom or a sulfur atom.
o2, p2, s2, and t2 each independently represent 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 from each other. When p2 is 2 or more, the plurality of R b14 may be the same or different from each other, and s2 is When it is 2 or more, the plurality of R b15 may be the same or different from each other, and when t2 is 2 or more, the plurality of R b18 may be the same or different from each other.
脂肪族炭化水素基としては、アルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、例えば、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、sec−ブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基及び2−エチルヘキシルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
An alkyl group is mentioned as an aliphatic hydrocarbon group.
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Examples of the acyl group include acetyl, propionyl, butyryl and the like.
Examples of the alkylcarbonyloxy group include methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, n-propylcarbonyloxy group, isopropylcarbonyloxy group, n-butylcarbonyloxy group, sec-butylcarbonyloxy group, tert-butylcarbonyloxy group. Group, pentylcarbonyloxy group, hexylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, 2-ethylhexylcarbonyloxy group and the like.
Rb9〜Rb12の脂肪族炭化水素基のうち好ましい基は、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−エチルヘキシル基である。
Rb9〜Rb11の脂環式炭化水素基のうち好ましい基は、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である。
Rb12の芳香族炭化水素基のうち好ましい基は、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である。
Rb12の脂肪族炭化水素基を有する芳香族炭化水素基は、典型的にはアラルキル基であり、具体的にはベンジル基等が挙げられる。
Rb9とRb10と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−イウム環等が挙げられる。
Rb11とRb12と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等が挙げられる。
Among the aliphatic hydrocarbon groups of R b9 to R b12 , preferred groups are methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl. Group, octyl group and 2-ethylhexyl group.
Among the alicyclic hydrocarbon groups represented by R b9 to R b11 , preferred groups are a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclodecyl group, a 2-alkyladamantan-2-yl group, 1- (Adamantan-1-yl) alkane-1-yl group and isobornyl group.
Among the aromatic hydrocarbon groups represented by R b12 , preferred groups are a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-ethylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 4-cyclohexylphenyl group, and a 4-methoxyphenyl group. A biphenylyl group and a naphthyl group.
The aromatic hydrocarbon group having an aliphatic hydrocarbon group represented by R b12 is typically an aralkyl group, and specific examples include a benzyl group.
Examples of the ring formed by combining R b9 and R b10 include a thiolane-1-ium ring (tetrahydrothiophenium ring), a thian-1-ium ring, and a 1,4-oxathian-4-ium ring. Is mentioned.
Examples of the ring formed by combining R b11 and R b12 include an oxocycloheptane ring, an oxocyclohexane ring, an oxonorbornane ring, and an oxoadamantane ring.
上述の有機カチオンの中でも、カチオン(b2−1)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)」という場合がある。〕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。)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。
式(b2−1−1)中、
Rb19、Rb20及びRb21は、互いに独立に、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、炭素数3〜18の脂環式炭化水素基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、Rb19、Rb20及びRb21から選ばれる2つが一緒になって単結合、−O−又は炭素数1〜4の2価の脂肪族炭化水素基を表し、イオウ原子を含む環を形成してもよい。
Among the above-mentioned organic cations, the cation (b2-1) is preferable, and an organic cation represented by the following formula (b2-1-1) [hereinafter referred to as “cation (b2-1-1)” may be used. ], More preferably a triphenylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = x2 = 0) or a tolylsulfonium cation (in formula (b2-1-1), v2 = w2 = X2 = 1, and R b19 , R b20 and R b21 are all methyl groups).
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 alicyclic hydrocarbon having 3 to 18 carbon atoms. Represents a group or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and two selected from R b19 , R b20 and R b21 are combined to form a single bond, —O— or a divalent aliphatic hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group and may form a ring containing a sulfur atom.
脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数は1〜12であり、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基であり、置換基として、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い。
脂環式炭化水素基は、好ましくは炭素数は4〜18であり、置換基として、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い。
v2、w2及びx2は、互いに独立に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は互いに同一でも異なってもよく、w2が2以上のとき、複数のRb20は互いに同一でも異なってもよく、x2が2以上のとき、複数のRb21は互いに同一でも異なってもよい。
なかでも、Rb19、Rb20及びRb21は、互いに独立に、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。
The aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and as a substituent, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms or a carbon number. It may have 6-18 aromatic hydrocarbon groups.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 4 to 18 carbon atoms, and may have a halogen atom, an acyl group having 2 to 4 carbon atoms or a glycidyloxy group as a substituent.
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, and 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 as or different from each other.
Among these, R b19 , R b20 and R b21 are preferably independently of each other preferably 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.
カチオン(b2−1−1)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-1-1) include the following cations.
カチオン(b2−2)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-2) include the following cations.
カチオン(b2−3)としては、以下のカチオンが挙げられる。
Examples of the cation (b2-3) include the following cations.
以上、式(I)で表される塩を、それを構成するスルホン酸アニオン及び有機カチオンにわけて説明したが、当該式(I)で表される塩は、スルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。これらスルホン酸アニオンと有機カチオンとは任意に組み合わせることができる。
この組み合わせを具体的に例示すると、表1〜表6記載のものが挙げられる。
As described above, the salt represented by the formula (I) has been described by dividing it into the sulfonate anion and the organic cation constituting the salt. The salt represented by the formula (I) is a combination of the sulfonate anion and the organic cation. It is. These sulfonate anions and organic cations can be arbitrarily combined.
Specific examples of this combination include those listed in Tables 1 to 6.
表1〜表6により、スルホン酸アニオン及び有機カチオンの組み合わせで示した式(I)で表される塩の中でも、さらに好ましい式(I)で表される塩を具体的に示すと、以下のとおりである。
Tables 1 to 6 show more preferable salts represented by the formula (I) among the salts represented by the formula (I) represented by the combination of the sulfonate anion and the organic cation. It is as follows.
続いて、−L1−(R1)3で示される基が以下で表される基である場合の式(I)で表される塩〔式(I1)で表される塩という。〕を例として挙げることにより、式(I)で表される塩の製造方法の一実施態様を説明する。(式中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
Subsequently, a salt represented by the formula (I) when the group represented by -L 1- (R 1 ) 3 is a group represented by the following [referred to as a salt represented by the formula (I1). ] As an example, one embodiment of the method for producing the salt represented by the formula (I) will be described. (In the formula, all symbols have the same meaning as described above.)
まず、式(I1−a)で表される化合物と、式(I1−b)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I1−c)で表される化合物を得ることができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
式(I1−a)で表される化合物は、例えば、以下で表される化合物などが挙げられる。
First, a compound represented by formula (I1-c) is obtained by reacting a compound represented by formula (I1-a) with a compound represented by formula (I1-b) in a solvent. be able to.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
Examples of the compound represented by the formula (I1-a) include compounds represented by the following.
式(I1−c)で表される化合物と、式(I1−d)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I1−e)で表される化合物を製造することができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
式(I1−c)で表される化合物の使用量は、式(I1−d)で表される化合物1モルに対して、2.5〜3.5モルが好ましく、2.8〜3.2モルがより好ましく、2.9〜3.1モルがさらに好ましい。反応終了後、カラムクロマトグラフィー等の分離処理により、式(I1−e)で表される化合物を分離して後述する反応に用いることが好ましい。
Producing a compound represented by the formula (I1-e) by reacting a compound represented by the formula (I1-c) with a compound represented by the formula (I1-d) in a solvent. Can do.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
The amount of the compound represented by the formula (I1-c) to be used is preferably 2.5 to 3.5 mol with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (I1-d), and 2.8 to 3. 2 mol is more preferable and 2.9 to 3.1 mol is more preferable. After completion of the reaction, it is preferable to separate the compound represented by the formula (I1-e) by separation treatment such as column chromatography and use it in the reaction described later.
式(I1−f)で表される塩と、式(I1−b)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I1−g)で表される塩を得ることができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。式(I1−f)で表される化合物は、例えば、特開2006−257078号公報に記載された方法で製造することができる。
A salt represented by the formula (I1-g) can be obtained by reacting a salt represented by the formula (I1-f) with a compound represented by the formula (I1-b) in a solvent. it can.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used. The compound represented by the formula (I1-f) can be produced, for example, by the method described in JP-A-2006-257078.
式(I1)で表される塩は、式(I1−g)で表される塩と、式(I2−e)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより製造することができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
The salt represented by the formula (I1) can be produced by reacting the salt represented by the formula (I1-g) with the compound represented by the formula (I2-e) in a solvent. .
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
また、−L1−(R1)3で示される基が以下で表される基である場合の式(I)で表される塩〔式(I2)で表される塩という。〕を例として挙げることにより、式(I)で表される塩の製造方法の一実施態様を説明する。(式中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
In addition, a salt represented by the formula (I) when the group represented by -L 1- (R 1 ) 3 is a group represented by the following [referred to as a salt represented by the formula (I2). ] As an example, one embodiment of the method for producing the salt represented by the formula (I) will be described. (In the formula, all symbols have the same meaning as described above.)
まず、式(I2−a)で表される化合物と、式(I2−b)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I2−c)で表される化合物を得ることができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
式(I2−a)で表される化合物は、例えば、以下で表される化合物などが挙げられる。
First, the compound represented by the formula (I2-c) is obtained by reacting the compound represented by the formula (I2-a) with the compound represented by the formula (I2-b) in a solvent. be able to.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
Examples of the compound represented by the formula (I2-a) include compounds represented by the following.
式(I2−c)で表される化合物と、式(I2−d)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I2−e)で表される化合物を製造することができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
Producing a compound represented by formula (I2-e) by reacting a compound represented by formula (I2-c) with a compound represented by formula (I2-d) in a solvent; Can do.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
式(I2−e)で表される化合物と、式(I2−b)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより、式(I2−f)で表される化合物を得ることができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
A compound represented by formula (I2-f) can be obtained by reacting a compound represented by formula (I2-e) with a compound represented by formula (I2-b) in a solvent. it can.
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
式(I2)で表される塩は、式(I2−g)で表される塩と、式(I2−f)で表される化合物とを、溶媒中で反応させることにより製造することができる。
この反応の溶媒としては、クロロホルム、アセトニトリルなどが用いられる。
The salt represented by the formula (I2) can be produced by reacting the salt represented by the formula (I2-g) with the compound represented by the formula (I2-f) in a solvent. .
As a solvent for this reaction, chloroform, acetonitrile or the like is used.
式(I2−g)で表される塩は、式(I2−g)で表される塩を還元することにより得ることが出来る。
この反応の溶媒としては、クロロホルムなどが用いられる。
この反応の還元剤としては、水素化アルミニウムリチウムなどが用いられる。
式(I2−h)で表される化合物は、例えば、特開2008−13551号公報に記載された方法で製造することができる。
The salt represented by the formula (I2-g) can be obtained by reducing the salt represented by the formula (I2-g).
As a solvent for this reaction, chloroform or the like is used.
As a reducing agent for this reaction, lithium aluminum hydride or the like is used.
The compound represented by the formula (I2-h) can be produced, for example, by the method described in JP-A-2008-13551.
また、−L1−(R1)3で示される基が以下で表される基である場合の式(I)で表される塩〔式(I3)で表される塩という。〕を例として挙げることにより、式(I)で表される塩の製造方法の一実施態様を説明する。(式中、全ての符号は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
A salt represented by the formula (I) when the group represented by -L 1- (R 1 ) 3 is a group represented by the following [referred to as a salt represented by the formula (I3). ] As an example, one embodiment of the method for producing the salt represented by the formula (I) will be described. (In the formula, all symbols have the same meaning as described above.)
式(I1−g)で表される塩と、式(I3−a)で表される化合物とを反応させることにより、式(I3−b)で表される塩を製造することができる。
溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
The salt represented by the formula (I3-b) can be produced by reacting the salt represented by the formula (I1-g) with the compound represented by the formula (I3-a).
Examples of the solvent include acetonitrile.
式(I3−b)で表される塩を、溶剤中、酸で処理することにより、式(I3−c)で表される塩を製造することができる。
溶媒としては、クロロホルム、メタノール等が挙げられる。
酸としては、塩酸などが挙げられる。
The salt represented by the formula (I3-c) can be produced by treating the salt represented by the formula (I3-b) with an acid in a solvent.
Examples of the solvent include chloroform and methanol.
Examples of the acid include hydrochloric acid.
式(I3−c)で表される塩と式(I1−b)で表される化合物とを反応させることにより、式(I3−d)で表される塩を得ることができる。
The salt represented by the formula (I3-d) can be obtained by reacting the salt represented by the formula (I3-c) with the compound represented by the formula (I1-b).
式(I3−d)で表される塩と、式(I1−e)で表される化合物とを反応させることにより、式(I3)で表される塩を製造することができる。
溶媒としては、アセトニトリル等が挙げられる。
The salt represented by the formula (I3) can be produced by reacting the salt represented by the formula (I3-d) with the compound represented by the formula (I1-e).
Examples of the solvent include acetonitrile.
本発明の酸発生剤は、塩(I)を含有する。本発明の酸発生剤は、1種又は2種以上の塩(I)を含んでもよい。また、本発明の酸発生剤は、さらに、塩(I)以外の、酸発生剤として公知の塩(例えば、塩(I)に含まれる有機カチオン及び公知のアニオン(塩(I)に含まれるスルホン酸アニオン以外のアニオン)からなる塩並びに塩(I)に含まれるスルホン酸アニオン及び公知のカチオン(塩(I)に含まれる有機カチオン以外のカチオン)からなる塩等)を含んでいてもよい。以下、かかる本発明の酸発生剤に含まれる塩(I)以外の塩を「酸発生剤(B)」ということもある。 The acid generator of the present invention contains a salt (I). The acid generator of the present invention may contain one or more salts (I). Further, the acid generator of the present invention is a salt known as an acid generator other than the salt (I) (for example, an organic cation contained in the salt (I) and a known anion (salt (I)). And a sulfonate anion contained in the salt (I) and a known cation (a salt comprising a cation other than the organic cation contained in the salt (I), etc.). . Hereinafter, salts other than the salt (I) contained in the acid generator of the present invention may be referred to as “acid generator (B)”.
酸発生剤(B)としては、例えば、好ましくは、式(B1−1)〜式(B1−26)で表される塩が挙げられ、より好ましくは、トリアリールスルホニウムカチオンを含む塩、すなわち式(B1−1)、式(B1−2)、式(B1−3)、式(B1−6)、式(B1−11)、式(B1−12)、式(B1−13)、式(B1−14)、式(B1−18)、式(B1−19)、式(B1−20)、式(B1−21)、式(B1−22)、式(B1−23)、式(B1−24)、式(B1−25)又は式(B1−26)で表される塩である。 Examples of the acid generator (B) preferably include salts represented by the formulas (B1-1) to (B1-26), and more preferably a salt containing a triarylsulfonium cation, that is, a formula (B1-1), Formula (B1-2), Formula (B1-3), Formula (B1-6), Formula (B1-11), Formula (B1-12), Formula (B1-13), Formula ( B1-14), Formula (B1-18), Formula (B1-19), Formula (B1-20), Formula (B1-21), Formula (B1-22), Formula (B1-23), Formula (B1) -24), a salt represented by formula (B1-25) or formula (B1-26).
本発明の酸発生剤は、全量が塩(I)でもよい。
本発明の酸発生剤が塩(I)と酸発生剤(B)とを含む場合、塩(I)の含有量は、本発明の酸発生剤全量100質量部に対して、好ましくは10質量部以上(より好ましくは30質量部以上)、好ましくは90質量部以下(より好ましくは70質量部以下)である。
The total amount of the acid generator of the present invention may be salt (I).
When the acid generator of the present invention contains the salt (I) and the acid generator (B), the content of the salt (I) is preferably 10 masses with respect to 100 parts by mass of the total amount of the acid generator of the present invention. Part or more (more preferably 30 parts by weight or more), preferably 90 parts by weight or less (more preferably 70 parts by weight or less).
次に、本発明のレジスト組成物について説明する。本発明のレジスト組成物は、上記本発明の酸発生剤と樹脂とを含み、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸との作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂(以下、「樹脂(A)」という。)である。
本発明の酸発生剤の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは25質量部以下)である。
Next, the resist composition of the present invention will be described. The resist composition of the present invention comprises the acid generator of the present invention and a resin, and the resin has an acid-labile group and is a resin that is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution. It is a resin (hereinafter referred to as “resin (A)”) that can be dissolved in an alkaline aqueous solution by action.
The content of the acid generator of the present invention is preferably 1 part by mass or more (more preferably 3 parts by mass or more), preferably 30 parts by mass or less (more preferably 25 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the resin (A). Part or less).
<樹脂(A)>
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に可溶となる特性(以下、場合により「酸作用特性」という。)を有するものである。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) is insoluble or hardly soluble in an alkaline aqueous solution and has a characteristic that it becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid (hereinafter, sometimes referred to as “acidic action characteristic”). 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、その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 its 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。
[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、炭素数3〜20の脂環式炭化水素基又はこれらを組み合わせた基を表すか、Ra1及びRa2は互いに結合して炭素数2〜20の2価の炭化水素基を形成する。*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)). .
[In Formula (1),
R a1 , R a2 and R a3 (R a1 to R a3 ) each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms. * Represents a bond. ]
[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’は互いに結合して炭素数2〜20の2価の複素環基を形成する。該1価の炭化水素基及び該2価の複素環基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。]
[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 hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or R a3 ′ a2 ′ and R a3 ′ combine with each other to form a divalent heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms. The monovalent hydrocarbon group and the methylene group constituting the divalent heterocyclic group may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom. * Represents a bond. ]
酸不安定基(1)のRa1〜Ra3のアルキル基及び脂環式炭化水素基は、各々の炭素数の範囲において、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。 The alkyl groups and alicyclic hydrocarbon groups represented by R a1 to R a3 of the acid labile group (1) include those already exemplified in each carbon number range. However, carbon number of this alicyclic hydrocarbon group becomes like this. Preferably it is the range of 3-16.
Ra1及びRa2が互いに結合して2価の炭化水素基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。該2価の炭化水素基の炭素数は、好ましくは3〜12の範囲である。
When R a1 and R a2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, the group represented by —C (R a1 ) (R a2 ) (R a3 ) is any of the following groups: This is the case. The carbon number of the divalent hydrocarbon group is preferably in the range of 3-12.
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−ブチル基)、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 tert-butyl groups), 2-alkyl An adamantane-2-yloxycarbonyl group (in formula (1), R a1 and R a2 combine to form an adamantyl ring, and R a3 is an alkyl group) and 1- (adamantan-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)の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。 Examples of the R a1 ′ and R a2 ′ hydrocarbon groups of the acid labile group (2) include an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. 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。
Specific examples of the acid labile group (2) include the following groups.
モノマー(a1)は、酸不安定基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーが好ましく、酸不安定基を有する(メタ)アクリル系モノマーがより好ましい。 The monomer (a1) is preferably a monomer having an acid labile group and a carbon-carbon double bond, and more preferably a (meth) acrylic monomer having an acid labile group.
なかでも、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)が好ましく、酸不安定基(1)及び/又は酸不安定基(2)を有するを有する(メタ)アクリル系モノマーがより好ましい。 Among them, the monomer (a1) having an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2) is preferable, and having an acid labile group (1) and / or an acid labile group (2). A (meth) acrylic monomer is more preferable.
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構造単位(a1)を有する樹脂(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(A)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。
[式(a1−1)中、
La1は、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−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。
Ra4は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra6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、
La2は、酸素原子又は*−O−(CH2)k1−CO−O−(k1は前記と同義である。)で表される基を表す。
Ra5は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra7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)>
The resin (A) having a suitable structural unit (a1) obtained by using the monomer (a1) having such an alicyclic hydrocarbon group will be further described in 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 (A) 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.
[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). Represent.
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. ]
La1及びLa2は、好ましくは、−O−又は*−O−(CH2)k1−CO−O−であり、 La1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−(CH2)k1−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。
Ra4及びRa5は、好ましくはメチル基である。
Ra6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、この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 —O— or * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, and L a1 and L a2 are preferably oxygen atoms or k1 is 1 to 4 A group represented by * —O— (CH 2 ) k1 —CO—O—, more preferably an oxygen atom or * —O—CH 2 —CO—O—, still more preferably oxygen. Is an atom.
R a4 and R a5 are preferably methyl groups.
Of the aliphatic hydrocarbon groups of R a6 and R a7 , preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and within the range of the upper limit of the carbon number, Includes the same as those already exemplified. 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)としては、以下の式(a1−1−1)〜式(a1−1−8)のいずれかで表される構造単位が好ましく、式(a1−1−1)〜(a1−1−4)のいずれかで表される構造単位がより好ましい。
As the structural unit (a1-1), structural units represented by any of the following formulas (a1-1-1) to (a1-1-8) are preferable, and the structural units (a1-1-1) to (a1-1-1) The structural unit represented by any one of (a1-1-4) is more preferable.
これらの構造単位(a1−1)を誘導し得るモノマー(a1)としては、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。 Examples of the monomer (a1) from which these structural units (a1-1) can be derived include those described in JP-A No. 2010-204646.
一方、構造単位(a1−2)としては、以下の式(a1−2−1)〜式(a1−2−12)のいずれかで表されるものが好ましい。これらのなかでも、式(a1−2−3)、式(a1−2−4)及び式(a1−2−9)、式(a1−2−10)のいずれかで表される構造単位がより好ましく、式(a1−2−3)又は式(a1−2−9)で表される構造単位がさらに好ましい。
On the other hand, as the structural unit (a1-2), those represented by any of the following formulas (a1-2-1) to (a1-2-12) are preferable. Among these, the structural unit represented by any of formula (a1-2-3), formula (a1-2-4), formula (a1-2-9), and formula (a1-2-10) is More preferred is a structural unit represented by formula (a1-2-3) or formula (a1-2-9).
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。 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, and 1-ethyl. Examples include cycloheptan-1-yl (meth) acrylate, 1-methylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate, and 1-isopropylcyclopentan-1-yl (meth) acrylate.
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).
樹脂(A)が有する構造単位のうち、該樹脂(A)が酸作用特性を有するうえで好ましい構造単位(a1−1)及び構造単位(a1−2)について詳述したが、これらの中でも構造単位(a1−1)を樹脂(A)が有していると特に好ましい。 Among the structural units of the resin (A), the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) that are preferable for the resin (A) to have acid action characteristics are described in detail. It is particularly preferable that the resin (A) has the unit (a1-1).
樹脂(A)は、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)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(a1)を示すことで説明する。 The resin (A) may have a structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) which are suitable structural units (a1). Hereinafter, the structural unit (a1) other than the structural unit (a1-1) and the structural unit (a1-2) will be described by showing a monomer (a1) 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、そ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。
[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)”). . Since the resin (A) having the structural unit (a1) derived from the monomer (a1-3) contains a rigid norbornane ring in its main chain, the present resist containing such a resin (A) The composition tends to produce a resist pattern having excellent dry etching resistance.
[In the 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 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, and constitutes the aliphatic hydrocarbon group The methylene group may be replaced by 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. ]
Ra9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 The group includes 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.
Ra10〜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、シクロへキサン環及びアダマンタン環などである。 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 cyclohexane ring and an adamantane 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(a1−3−4)のいずれかで表されるモノマーが好ましく、式(a1−3−2)又は(a1−3−4)で表されるモノマーがより好ましく、式(a1−3−2)で表されるモノマーがさらに好ましい。
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 one of the following formulas (a1-3-1) to (a1-3-4) is preferable, and the formula (a1-3-2) or (a1-3-4) Is more preferable, and a monomer represented by formula (a1-3-2) is more preferable.
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.
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。
[式(a1−4)中、
R10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。
laは0〜4の整数を表す。
R11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、la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。
R12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。
Xa2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(Rc)−(ただし、Rc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。
Ya3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。]
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)”).
[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、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基及びエチル基がより好ましく、水素原子及びメチル基が特に好ましい。
R11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。
R11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。
R12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。
Xa2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 hydrogen atom and a C1-C4 alkyl group are preferable, a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable, and a hydrogen atom and a methyl group are 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. 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。中でも、以下の式(a1−4−1)〜式(a1−4−7)のいずれか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)のいずれかで表されるモノマーがより好ましい。
As a monomer (a1-4), the monomer described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-204646 is mentioned, for example. Among them, any monomer represented by any of the following formulas (a1-4-1) to (a1-4-7) is preferable, and the formulas (a1-4-1) to (a1-4-) The monomer represented by any one of 5) is more preferable.
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.
他のモノマー(a1)としては、例えば、酸不安定基(2)を有する(メタ)アクリル系モノマーである式(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)を用いてもよい。
式(a1−5)中、
R31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。
L1〜L3は、オキシ基、チオキシ基又は*−O−(CH2)k1−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。
Z1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中に含まれるメチレン基は、オキシ基又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。
s1及びs1’は、それぞれ独立して、0〜4の整数を表す。
As the other monomer (a1), for example, a monomer represented by the formula (a1-5) which is a (meth) acrylic monomer having an acid labile group (2) (hereinafter referred to as “monomer (a1-5)”) May be used).
In formula (a1-5),
R 31 represents a C 1-6 alkyl group which may have a halogen atom, a hydrogen atom or a halogen atom.
L 1 to L 3 represent a group represented by an oxy group, a thioxy group, or * —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 contained in the alkanediyl group may be replaced with an oxy group or a carbonyl group.
s1 and s1 ′ each independently represents an integer of 0 to 4.
式(a1−5)においては、R31は、水素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
L1は、酸素原子が好ましい。
L2及びL3は、一方が酸素原子、他方が硫黄原子であると好ましい。
s1は、1が好ましい。
s1’は、0〜2の整数が好ましい。
Z1は、単結合又は−CH2−CO−O−が好ましい。
In formula (a1-5), R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group.
L 1 is preferably an oxygen atom.
One of L 2 and L 3 is preferably an oxygen atom and the other is a sulfur atom.
s1 is preferably 1.
s1 ′ is preferably an integer of 0 to 2.
Z 1 is preferably a single bond or —CH 2 —CO—O—.
モノマー(a1−5)としては、以下のモノマーが挙げられる。
Examples of the monomer (a1-5) include the following monomers.
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、酸不安定基を含む構造単位(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 having no acid labile group in addition to the structural unit (a1) containing an acid labile group (hereinafter referred to as “acid stable structural unit” in some cases). Preferably, the derivatizable monomer is referred to as an “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 to 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。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). 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 a resin ( It is preferable to introduce into 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。
式(a2−1)中、
La3は、酸素原子又は*−O−(CH2)k2−CO−O−(k2は1〜7の整数を表し、*はカルボニル基(−CO−)との結合手を表す。)で表される基を表す。
Ra14は、水素原子又はメチル基を表す。
Ra15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)”).
In formula (a2-1),
L a3 is an oxygen atom or * —O— (CH 2 ) k2 —CO—O— (k2 represents an integer of 1 to 7, and * represents a bond to a carbonyl group (—CO—)). Represents the group represented.
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.
La3は、好ましくは、酸素原子又は、k2が1〜4の整数である−O−(CH2)k2−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。
Ra14は、好ましくはメチル基である。
Ra15は、好ましくは水素原子である。
Ra16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。
As an acid stable structural unit (a2-1), the following are mentioned, for example.
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(a2−1−6)のいずれかで表される酸安定構造単位がより好ましく、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) to formula (a2-1-6) is more preferable, and the formula (a2-1-1) or (a2-1-1-) The acid stable structural unit represented by 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、樹脂(A)の全構造単位に対して、1〜45モル%の範囲が好ましく、1〜40モル%の範囲がより好ましく、2〜35モル%の範囲がさらに好ましい。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a2-1), the content ratio is preferably in the range of 1 to 45 mol%, and 1 to 40 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). The range of 2 to 35 mol% is 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。
式(a2−0)中、
Ra30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。
Ra31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)”).
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.
Ra30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、水素原子及び炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基及びエチル基がより好ましく、水素原子及びメチル基が特に好ましい。
Ra31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 a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a methyl group and an ethyl group, and particularly preferably a hydrogen atom and 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(a2−0−4)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酸安定モノマーは、例えば、特開2010−204634号公報に記載されている。
Among the acid stable structural units (a2-0), those represented by any of the following formulas (a2-0-1) to (a2-0-4) are preferable. An acid stable monomer capable of deriving such a structural unit is described in, for example, JP 2010-204634 A.
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. ] For the production of the resin (A), an acid stable structural unit represented by the formula (a2-0-1) or the formula (a2-0-2) can be introduced into the resin (A). Is protected with a protecting group such as an acetyl group to form a protected acid stable monomer (a2), and then this protected acid stable monomer (a2) is protected. The resin (A) can also be produced using 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)の全構造単位に対して、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%の範囲がさらに好ましい。 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% with respect to all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and the range of 15 to 80 mol% is more 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。
[式(a3−1)中、
La4は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra18は、水素原子又はメチル基を表す。
p1は0〜5の整数を表す。
Ra21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、
La5は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*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。
Ra22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、
La6は、酸素原子又は*−O−(CH2)k3−CO−O−(k3は1〜7の整数を表す。)で表される基を表す。*はカルボニル基との結合手を表す。
Ra20は、水素原子又はメチル基を表す。
r1は、0〜3の整数を表す。
Ra23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) ”.
[In the formula (a3-1),
L a4 represents an oxygen atom or a group represented by * —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 a group represented by * —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 a group represented by * —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。
La4〜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−(CH2)k3−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。
Ra18〜Ra21は、好ましくはメチル基である。
Ra22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(a3−1−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-1) are those represented by any of the following formulas (a3-1-1) to (a3-1-4).
酸安定構造単位(a3−2)の好適例は、以下の式(a3−2−1)〜式(a3−2−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-2) are those represented by any of the following formulas (a3-2-1) to (a3-2-4).
酸安定構造単位(a3−3)の好適例は、以下の式(a3−3−1)〜式(a3−3−4)のいずれかで表されるものである。
Preferable examples of the acid stable structural unit (a3-3) are those represented by any of the following formulas (a3-3-1) to (a3-3-4).
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)は、特開2010−204646号公報に記載された酸安定モノマーにより誘導できる。上記の酸安定構造単位(a3)の具体例の中でも、式(a3−1−1)、式(a3−1−2)、式(a3−2−3)、式(a3−2−4)のいずれかで表される酸安定構造単位がより好ましく、式(a3−1−1)又は式(a3−2−3)で表される酸安定構造単位がさらに好ましい。 The acid stable structural unit (a3-1), the acid stable structural unit (a3-2), and the acid stable structural unit (a3-3) can be derived from an acid stable monomer described in JP 2010-204646 A. Among the specific examples of the acid stable structural unit (a3), the formula (a3-1-1), the formula (a3-1-2), the formula (a3-2-3), and the formula (a3-2-4) The acid stable structural unit represented by any of these is more preferable, and the acid stable structural unit represented by Formula (a3-1-1) or Formula (a3-2-3) is more preferable.
樹脂(A)が、酸安定構造単位(a3)を有する場合、その含有割合は、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。 When the resin (A) has an acid stable structural unit (a3), the content is preferably in the range of 5 to 70 mol%, and preferably 10 to 65 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). Is more preferable, and the range of 10 to 60 mol% is more preferable.
<その他の酸安定構造単位>
樹脂(A)が有する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)を説明したが、当該樹脂(A)は酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)以外の酸安定構造単位を有していてもよい。ここで、酸安定構造単位(a2)及び酸安定構造単位(a3)以外の酸安定構造単位(a4)という。以下、この酸安定構造単位(a4)を、当該酸安定構造単位(a4)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(a4)」という。)を示すことで説明する。
<Other acid stable structural units>
The preferred acid stable structural unit (a2) and acid stable structural unit (a3) have been described as the acid stable structural unit possessed by the resin (A). However, the resin (A) contains the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit. It may have an acid stable structural unit other than the structural unit (a3). Here, the acid stable structural unit (a4) other than the acid stable structural unit (a2) and the acid stable structural unit (a3) is referred to. Hereinafter, the acid-stable structural unit (a4) will be described by showing an acid-stable monomer (hereinafter sometimes referred to as “acid-stable monomer (a4)”) from which the acid-stable structural unit (a4) can be derived.
酸安定モノマー(a4)の具体例は例えば、以下の式(a4−1)で表されるモノマー(以下、場合により「モノマー(a4−1)」という。)である。このモノマー(a4−1)は、後述するように、フッ素原子を有するものであると好ましい。
式(a4−1)中、
Ra41は、炭素数1〜12の1価の脂肪族炭化水素基又は炭素数6〜12の1価の芳香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、酸素原子又はカルボニル基に置き換わっていてもよい。Aa41は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルカンジイル基又は式(a−g1)
[式(a−g1)中、
sは0又は1を表す。
Aa42及びAa44は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を表す。
Aa43は、置換基を有していてもよい炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は単結合を表す。
Xa41及びXa42は、それぞれ独立に、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
ただし、Aa42、Aa43、Aa44、Xa41及びXa42の炭素数の合計は7以下である。]
で表される基を表す。
Ra42は、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基を表す。該脂肪族炭化水素基は部分的に、炭素炭素不飽和結合を有していてもよいが、炭素炭素不飽和結合を有さない脂肪族飽和炭化水素基が好ましい。該脂肪族飽和炭化水素基としては、アルキル基(当該アルキル基は直鎖でも分岐していてもよい)及び脂環式炭化水素基、並びに、アルキル基及び脂環式炭化水素基を組み合わせた脂肪族炭化水素基などが挙げられる。
A specific example of the acid stable monomer (a4) is, for example, a monomer represented by the following formula (a4-1) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a4-1)”). As will be described later, this monomer (a4-1) preferably has a fluorine atom.
In formula (a4-1),
R a41 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and a methylene group constituting the monovalent aliphatic hydrocarbon group. May be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group. A a41 is an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent or a formula (a-g1).
[In the formula (a-g1),
s represents 0 or 1.
A a42 and A a44 each independently represent an optionally substituted aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
A a43 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent or a single bond.
X a41 and X a42 each independently represent an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
However, the total number of carbon atoms of A a42 , A a43 , A a44 , X a41 and X a42 is 7 or less. ]
Represents a group represented by
R a42 represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent. The aliphatic hydrocarbon group may partially have a carbon-carbon unsaturated bond, but an aliphatic saturated hydrocarbon group having no carbon-carbon unsaturated bond is preferable. Examples of the aliphatic saturated hydrocarbon group include an alkyl group (the alkyl group may be linear or branched), an alicyclic hydrocarbon group, and an aliphatic combination of an alkyl group and an alicyclic hydrocarbon group. Group hydrocarbon group and the like.
Ra41の脂肪族炭化水素基のうち、アルキル基と及び芳香族炭化水素基は、その炭素数がそれぞれの範囲ですでに例示したものを含む。 Among the aliphatic hydrocarbon groups represented by R a41 , the alkyl group and the aromatic hydrocarbon group include those already exemplified in the respective ranges of the carbon number.
また、Ra42の脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよいが、Ra42は置換基を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。かかる置換基としては、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基が好ましい。
[式(a−g3)中、
Xa43は、酸素原子、カルボニル基、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
Aa45は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。]
つまり、Ra42は、以下の式(a−g2)で表される基であることが好ましい。
[式(a−g2)中、
Aa46は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。
Xa44は、カルボニルオキシ基又はオキシカルボニル基を表す。
Aa47は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数3〜17の脂肪族炭化水素基を表す。
ただし、Aa46、Aa47及びXa44の炭素数の合計は18以下である。]
Further, the aliphatic hydrocarbon group R a42 may not have have a substituent, but when R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a substituent group. Such a substituent is preferably a halogen atom or a group represented by the formula (a-g3).
[In the formula (a-g3),
X a43 represents an oxygen atom, a carbonyl group, a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a45 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom. ]
That is, R a42 is preferably a group represented by the following formula (a-g2).
[In the formula (a-g2),
A a46 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom.
X a44 represents a carbonyloxy group or an oxycarbonyl group.
A a47 represents an aliphatic hydrocarbon group having 3 to 17 carbon atoms which may have a halogen atom.
However, the total number of carbon atoms of A a46 , A a47 and X a44 is 18 or less. ]
好適なRa42である、ハロゲン原子及び式(a−g3)で表される基からなる群より選ばれる置換基を有する脂肪族炭化水素基(式(a−g2)で表される基)について詳述する。 Preferred R a42 , an aliphatic hydrocarbon group having a substituent selected from the group consisting of a halogen atom and a group represented by formula (a-g3) (a group represented by formula (a-g2)) Detailed description.
まず、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基について説明する。かかる脂肪族炭化水素基は典型的には、ハロゲン原子を有するアルキル基、及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基(好ましくは、ハロゲン原子を有するシクロアルキル基)である。ハロゲン原子を有するアルキル基とは、該アルキル基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。同様に、ハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基とは、該脂環式炭化水素基を構成する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子に置換されたものである。ハロゲン原子を有するアルキル基及びハロゲン原子を有する脂環式炭化水素基に含まれるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であり、或いはこれらを組み合わせた形式でもよいが、フッ素原子が特に好ましい。 First, an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom will be described. Such an aliphatic hydrocarbon group is typically an alkyl group having a halogen atom and an alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom (preferably a cycloalkyl group having a halogen atom). The alkyl group having a halogen atom is one in which part or all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are substituted with halogen atoms. Similarly, an alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom is one in which part or all of the hydrogen atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group are substituted with halogen atoms. The halogen atom contained in the alkyl group having a halogen atom and the alicyclic hydrocarbon group having a halogen atom is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, or a combination thereof, but a fluorine atom Is particularly preferred.
Ra42が、フッ素原子を有する脂肪族炭化水素基であるモノマー(a4−1)を、Aa41が好ましいエチレン基である場合の具体例で示すと、以下の式(a4−1−1)〜式(a4−1−22)で表されるモノマー(a4−1)が挙げられる。
When the monomer (a4-1) in which R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a fluorine atom is shown as a specific example in the case where A a41 is a preferable ethylene group, the following formula (a4-1-1) to And a monomer (a4-1) represented by the formula (a4-1-22).
Ra42がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基である場合、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換されたペルフルオロアルキル基や、シクロ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換されたペルフルオロシクロアルキル基がより好ましい。Ra42が、ペルフルオロアルキル基又はペルフルオロシクロアルキル基であるモノマー(a4−1)は、上述の具体例の中では、式(a4−1−3)、式(a4−1−4)、式(a4−1−7)、式(a4−1−8)、式(a4−1−11)、式(a4−1−12)、式(a4−1−15)、式(a4−1−16)、式(a4−1−19)、式(a4−1−20)、式(a4−1−21)及び式(a4−1−22)のいずれかで表されるものが該当する。さらに、R2はペルフルオロアルキル基が好ましく、当該ペルフルオロアルキル基としては、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルフルオロヘプチル基及びペルフルオロオクチル基などが例示される。さらに好ましくは、炭素数が1〜6のペルフルオロアルキル基であり、特に好ましくは、炭素数1〜3のペルフルオロアルキル基である。 When R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, a perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms constituting the alkyl group are substituted with fluorine atoms, or all of the hydrogen atoms constituting the cycloalkyl group are fluorine atoms. A perfluorocycloalkyl group substituted with is more preferable. Among the specific examples described above, the monomer (a4-1) in which R a42 is a perfluoroalkyl group or a perfluorocycloalkyl group includes the formula (a4-1-3), the formula (a4-1-4), the formula ( a4-1-7), formula (a4-1-8), formula (a4-1-11), formula (a4-1-12), formula (a4-1-15), formula (a4-1-16) ), Formula (a4-1-19), formula (a4-1-20), formula (a4-1-21), and formula (a4-1-22). Further, R 2 is preferably a perfluoroalkyl group, and examples of the perfluoroalkyl group include a perfluoromethyl group, a perfluoroethyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluoroheptyl group, and a perfluorooctyl group. Is exemplified. More preferably, it is a C1-C6 perfluoroalkyl group, Most preferably, it is a C1-C3 perfluoroalkyl group.
Ra42が、式(a−g3)で表される基を有する脂肪族炭化水素基である場合を、次に説明する。この脂肪族炭化水素基には、式(a−g3)で表される基を1個又は複数個有していてもよいが、式(a−g3)で表される基に含まれる炭素原子の数を含めて、脂肪族炭化水素基の総炭素数は、15以下が好ましく、12以下がより好ましい。このような好ましい総炭素数を満たすためには、式(a−g3)で表される基を1個有する基がRa42として好ましい。 Next , the case where R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having a group represented by the formula (a-g3) will be described. The aliphatic hydrocarbon group may have one or a plurality of groups represented by the formula (a-g3), but the carbon atom contained in the group represented by the formula (a-g3) The total carbon number of the aliphatic hydrocarbon group including the number of is preferably 15 or less, and more preferably 12 or less. In order to satisfy such a preferable total number of carbon atoms, a group having one group represented by the formula (a-g3) is preferable as R a42 .
Ra42が、式(a−g2)で表される基を1個有する脂肪族炭化水素基であるモノマー(a4−1)は具体的には、以下の式(a4−1’)で表されるもの(以下、場合により「モノマー(a4−1’)」という)である。
[式(a4−1’)中、
すべての符号はいずれも、前記と同義である。]
The monomer (a4-1) in which R a42 is an aliphatic hydrocarbon group having one group represented by the formula (a-g2) is specifically represented by the following formula (a4-1 ′). (Hereinafter referred to as “monomer (a4-1 ′)” in some cases).
[In the formula (a4-1 ′),
All symbols are as defined above. ]
モノマー(a4−1’)において、Aa46及びAa47はともにハロゲン原子を有することもあるが、Aa46が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であるか、または、Aa47が、ハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましい。さらには、Aa46がハロゲン原子を有する脂肪族炭化水素基であると好ましく、中でも、Aa46はフッ素原子を有するアルカンジイル基であると一層好ましく、ペルフルオロアルカンジイル基であると特に好ましい。なお、この「ペルフルオロアルカンジイル基」とは、水素原子の全部がフッ素原子に置換されたアルカンジイル基をいう。 In the monomer (a4-1 ′), both A a46 and A a47 may have a halogen atom, but A a46 is an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, or A a47 is a halogen atom. The aliphatic hydrocarbon group having Furthermore, A a46 is preferably an aliphatic hydrocarbon group having a halogen atom, and among them, A a46 is more preferably an alkanediyl group having a fluorine atom, and particularly preferably a perfluoroalkanediyl group. The “perfluoroalkanediyl group” refers to an alkanediyl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
Ra42がペルフルオロアルカンジイル基である化合物(a4−1’)を、Aa41がエチレン基である場合で例示すると、以下の式(a4−1’−1)〜式(a4−1’−22)で表されるモノマー(a4−1’)が挙げられる。
When the compound (a4-1 ′) in which R a42 is a perfluoroalkanediyl group is exemplified when A a41 is an ethylene group, the following formulas (a4-1′-1) to (a4-1′-22) ) Represented by a monomer (a4-1 ′).
Aa46及びAa47は炭素数の合計が17以下である範囲で、任意に選択されるが、Aa46の炭素数は1〜6の範囲が好ましく、1〜3の範囲がさらに好ましい。
一方、Aa47の炭素数は4〜15の範囲が好ましく、5〜12の範囲がさらに好ましい。特に好ましいA14は、炭素数6〜12の脂環式炭化水素基であり、当該脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基及びアダマンチル基が特に好ましい。
A a46 and A a47 are arbitrarily selected in a range where the total number of carbon atoms is 17 or less, and the carbon number of A a46 is preferably in the range of 1 to 6, and more preferably in the range of 1 to 3.
On the other hand, the carbon number of A a47 is preferably in the range of 4 to 15, more preferably in the range of 5 to 12. Particularly preferred A 14 is an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and as the alicyclic hydrocarbon group, a cyclohexyl group and an adamantyl group are particularly preferred.
Aa46及びAa47の組み合わせのうち、より好ましいものを、*−Aa46−Xa44−Aa47で表される部分構造(*はカルボニル基との結合てである)で表すと、以下の構造が挙げられる。
このような構造を有するモノマー(a4−1’)は、前記の具体例の中では、式(a4−1’−9)〜式(a4−1’−20)で表される化合物が該当する。
Among the combinations of A a46 and A a47, the more preferable, * - is represented by the partial structure represented by A a46 -X a44 -A a47 (* represents a bond to a carbonyl group), the following structure Is mentioned.
The monomer (a4-1 ′) having such a structure corresponds to the compound represented by the formula (a4-1′-9) to the formula (a4-1′-20) in the above specific examples. .
樹脂(A)が、モノマー(a4−1)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、1〜20モル%の範囲が好ましく、2〜15モル%の範囲がより好ましく、3〜10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 (a4-1), the content ratio thereof is preferably in the range of 1 to 20 mol% with respect to all the structural units of the resin (A). The range of 15 mol% is more preferable, and the range of 3 to 10 mol% is 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)、構造単位(a1−2)、及びその他の構造単位(a1)、ならびに、酸安定構造単位として好適な酸安定構造単位(a2)、酸安定構造単位(a3)及び酸安定構造単位(a4)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), the structural unit (a1-2), the other structural unit (a1), and the acid stable structural unit suitable as the structural unit (a1) of the resin (A). Although the acid stable structural unit (a2), the acid stable structural unit (a3), and the acid stable structural unit (a4) have been described in detail, the structural unit other than these may be included. Mention may be made of 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, and more preferably the structural unit. (A1-1) and / or monomer (a1) for deriving structural unit (a1-2) and acid-stable monomer for deriving acid-stable structural unit (a2) and / or acid-stable structural unit (a3) Polymerized. 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)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。なお、ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミュ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) and 50,000 or less (more preferably 30,000 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.
<塩基性化合物(C)>
本レジスト組成物は、塩基性化合物(C)を含有していると好ましい。かかる塩基性化合物(C)は問う技術分野でクエンチャーと呼ばれるものである。塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物であり、例えばアミン及びアンモニウム塩が挙げられる。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)で表される化合物〜式(C8)で表される化合物及び式(C1−1)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。
<Basic compound (C)>
The resist composition preferably contains a basic compound (C). Such a basic compound (C) is called a quencher in the technical field in question. The basic compound (C) is preferably a basic nitrogen-containing organic compound, and examples thereof include amines and ammonium salts. 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 a compound represented by the formula (C8) and a compound represented by the formula (C1-1), more preferably the formula The compound represented by (C1-1) is mentioned.
[式(C1)中、
Rc1、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。]
[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. ]
[式(C1−1)中、
Rc2及びRc3は、前記と同義である。
Rc4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。]
[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. ]
[式(C2)、式(C3)及び式(C4)中、
Rc5、Rc6、Rc7及びRc8は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc9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。]
[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. ]
[式(C5)及び式(C6)中、
Rc10、Rc11、Rc12、Rc13及びRc16は、それぞれ独立に、Rc1と同義である。
Rc14、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。
Lc1は、炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[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, the plurality of R c14 may be the same 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 an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —C (═NH) —, —S—, or a divalent group obtained by combining these. ]
[式(C7)及び式(C8)中、
Rc18、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。
Lc2は、単結合又は炭素数1〜6のアルカンジイル基、−CO−、−C(=NH)−、−S−又はこれらを組合せた2価の基を表す。]
[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 alkanediyl 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 thereof include diphenylethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane, and 4,4′-diamino-3,3′-diethyldiphenylmethane. Propyl aniline. Particularly 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、2,2’−ジピコリルアミン及び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, 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、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, tetra-n-butylammonium salicylate, and choline.
<溶剤(D)>
本レジスト組成物は、溶剤(D)を含有してもよい。溶剤(D)は、式(I)で表される塩や樹脂(A)などの種類及びその量に応じ、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 present resist composition may contain a solvent (D). The solvent (D) depends on the type and amount of the salt represented by the formula (I) and the resin (A), and in the production of a resist pattern described later, the resist composition is applied on the substrate. From the viewpoint of good coating properties, an optimum one can be selected as appropriate.
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(I)を含む酸発生剤及び樹脂(A)、好ましくは、塩(I)を含む酸発生剤、樹脂(A)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)及び溶剤(D)を含有するものであるが、必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)及び溶剤(D)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、本技術分野で公知の添加剤であり、例えば、増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤及び染料などである。
<Other ingredients>
The resist composition comprises an acid generator containing a salt (I) and a resin (A), preferably an acid generator containing a salt (I), a resin (A), and a basic compound (C) used as necessary. ) And a solvent (D), but may contain components other than the basic compound (C) and the solvent (D) used as necessary. This component is referred to as “component (F)”. Such component (F) is an additive known in the art, and examples thereof include a sensitizer, a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, and a dye.
<本レジスト組成物の調製方法>
続いて、本レジスト組成物の調製方法を説明する。
本レジスト組成物は、塩(I)及び樹脂(A)ならびに必要に応じて用いられる溶剤(D)、塩基性化合物(C)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及び/又は成分(F)を混合することで調製することができる。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べばよく、混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間が好ましい。なお、混合手段は特に限定されず、攪拌混合などを用いることができる。
<Preparation method of the present resist composition>
Then, the preparation method of this resist composition is demonstrated.
The resist composition comprises a salt (I) and a resin (A) and a solvent (D), a basic compound (C), an acid generator (B), a basic compound (C) and / or used as necessary. It can prepare by mixing a component (F). The mixing order is arbitrary and is not particularly limited. The temperature at the time of mixing should just select a suitable temperature range from the range of 10-40 degreeC according to the solubility with respect to solvent (D), such as resin (A) kind, resin (A), etc., and mixing time Is preferably 0.5 to 24 hours, depending on the mixing temperature. The mixing means is not particularly limited, and stirring and mixing can be used.
本レジスト組成物における酸発生剤の含有割合は、本レジスト組成物の固形分に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下であり、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3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合計をいう。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 acid generator in the resist composition is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and preferably 1% by mass or more, more preferably based on the solid content of the resist composition. Is 3% by mass or more. In addition, solid content here means the sum total of 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.
塩(I)の含有量は、酸発生剤全量100質量部に対して、好ましくは、10質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上である。本レジスト組成物には、実質的に式(I)で表される塩のみを酸発生剤として用いることもできる。なお、塩(I)以外の酸発生剤としては前記酸発生剤(B)が好ましいものである。 The content of the salt (I) is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the acid generator. In the present resist composition, only a salt substantially represented by the formula (I) can be used as an acid generator. As the acid generator other than the salt (I), the acid generator (B) is preferable.
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質量に対して、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 mass of the present resist composition. 0.9 mass% or less, preferably 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).
このように、塩(I)を含む酸発生剤及び樹脂(A)並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)、溶剤(D)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.003〜0.2μm程度のフィルターを用いてろ過などすることにより、本レジスト組成物は調製できる。 Thus, each of the acid generator containing the salt (I), the resin (A), and the basic compound (C), the solvent (D), or the component (F) used as necessary is mixed in a preferable content. Thereafter, the resist composition can be prepared by filtration using a filter having a pore size of about 0.003 to 0.2 μm.
<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
を含む方法を挙げることができる。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;
Examples thereof include (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、スピンコーター等、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、適切な予備実験等を行うことにより、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もよい。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 a 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 may be washed or an antireflection film may 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、すなわち塗布膜から溶剤(D)を除去する。このような溶剤除去は、例えば、ホットプレート等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、該塗布膜から溶剤を蒸発させることにより行われる。加熱手段や減圧手段の条件は、本レジスト組成物に含まれる溶剤(D)の種類等に応じて選択でき、例えばホットプレートの場合、該ホットプレートの表面温度を50〜200℃程度の範囲にすることが好ましい。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1〜1.0×105Pa程度にすればよい。かくして塗布膜から溶剤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 the step (2), the solvent (D) is removed from the present resist composition coated on the substrate, that is, the coated film. Such solvent removal is performed by evaporating the solvent from the coating film by, for example, heating means using a heating device such as a hot plate (so-called pre-baking), decompressing means using a decompressing device, or a combination of these means. Is done. The conditions for the heating means and the decompression means can be selected according to the type of the solvent (D) contained in the resist composition. For example, in the case of a hot plate, the surface temperature of the hot plate is in the range of about 50 to 200 ° C. It is preferable to do. In the decompression means, after the substrate on which the coating film is formed is sealed in an appropriate decompressor, the internal pressure of the decompressor may be set to about 1 to 1.0 × 10 5 Pa. Thus, the composition layer is formed on the substrate by removing the solvent from the coating film.
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ものである。この際には、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等、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」という場合がある。露光光源が電子線の場合は、フォトマスクを使用せずに、所望のパターンを直接描画してもよい。 Step (3) is a step of exposing the composition layer, and preferably the composition layer is exposed using an exposure machine. At this time, 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 a laser beam from a laser beam from a semiconductor laser or the like to emit a harmonic laser beam in the far ultraviolet region or the vacuum ultraviolet region 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 may be collectively referred to as “exposure”. When the exposure light source is an electron beam, a desired pattern may be directly drawn without using a photomask.
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塩(I)及び酸発生剤(B)が露光エネルギーを受けて酸を発生し、さらに発生した酸との作用により、「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に可溶となる樹脂」が有する樹脂(A)にある酸不安定基が脱保護反応により親水性基を生じ、結果として露光部の組成物層にある上記樹脂(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ていないため、上記樹脂(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。かくして、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ため、アルカリ水溶液による現像によりレジストパターンを形成することができる。 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 salt (I) and the acid generator (B) contained in the composition layer generate an acid upon receiving exposure energy, and further, by the action with the generated acid, “insoluble in an alkaline aqueous solution”. Alternatively, the acid labile group in the resin (A) of the resin which is hardly soluble and becomes soluble in an alkaline aqueous solution by the action of an acid generates a hydrophilic group by a deprotection reaction. As a result, the composition layer of the exposed portion The resin (A) in (1) is 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. Thus, since the composition layer in the exposed part and the composition layer in the unexposed part are remarkably different in solubility in the alkaline aqueous solution, a resist pattern can be formed by development with the alkaline aqueous solution.
工程(4)においては、露光部で生じうる脱保護基反応を、さらにその進行を促進するための加熱処理(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等が好ましい。なお、工程(4)におけるホットプレート加熱を行う場合、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。加熱処理により、上記脱保護反応が促進される。 In the step (4), a heat treatment (so-called post-exposure baking) for further promoting the progress of the deprotecting group reaction that may occur in the exposed portion is performed. Such heat treatment is preferably the heating means using the hot plate shown in the step (2). In addition, when performing hot plate heating in a process (4), about 50-200 degreeC is preferable and the surface temperature of this hot plate has more preferable about 70-150 degreeC. The deprotection reaction is promoted by the heat treatment.
工程(5)は、加熱後の組成物層を、通常、現像装置を用いて、現像液を利用して現像する工程である。現像方法としては、ディップ法、パドル法、スプレー法、ダイナミックディスペンス法等が挙げられる。現像温度は、例えば、5〜60℃が好ましく、現像時間は、例えば、5〜300秒間が好ましい。 Step (5) is a step of developing the heated composition layer using a developer, usually using a developing device. Examples of the developing method include a dipping method, a paddle method, a spray method, and a dynamic dispensing method. The development temperature is preferably 5 to 60 ° C., for example, and the development time is preferably 5 to 300 seconds, for example.
現像液の種類を選択することにより、ポジ型レジストパターン又はネガ型レジストパターンを製造できる。
本発明のレジスト組成物からポジ型レジストパターンを製造する場合は、現像液としてアルカリ現像液を用いる。アルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(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)の水溶液等が挙げられる。アルカリ現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。
現像後レジストパターンを超純水で洗浄し、次いで、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
By selecting the type of developer, a positive resist pattern or a negative resist pattern can be produced.
When producing a positive resist pattern from the resist composition of the present invention, an alkaline developer is used as the developer. The alkaline developer may be various alkaline aqueous solutions used in this field. Examples thereof include an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly called choline). The alkali developer may contain a surfactant.
It is preferable to wash the resist pattern with ultrapure water after development, and then remove the water remaining on the substrate and the pattern.
本発明のレジスト組成物からネガ型レジストパターンを製造する場合は、現像液として有機溶剤を含む現像液(以下「有機系現像液」という場合がある)を用いる。
有機系現像液に含まれる有機溶剤としては、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン等のケトン溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル溶剤;酢酸ブチル等のエステル溶剤;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;アニソール等の芳香族炭化水素溶剤等が挙げられる。
有機系現像液中、有機溶剤の含有率は、90質量%以上100質量%以下が好ましく、95質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に有機溶剤のみであることがさらに好ましい。
中でも、有機系現像液としては、酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンを含む現像液が好ましい。有機系現像液中、酢酸ブチル及び2−ヘプタノンの合計含有率は、50質量%以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、実質的に酢酸ブチル及び/又は2−ヘプタノンのみであることがさらに好ましい。
有機系現像液には、界面活性剤が含まれていてもよい。また、有機系現像液には、微量の水分が含まれていてもよい。
現像の際、有機系現像液とは異なる種類の溶剤に置換することにより、現像を停止してもよい。
In the case of producing a negative resist pattern from the resist composition of the present invention, a developer containing an organic solvent as a developer (hereinafter sometimes referred to as “organic developer”) is used.
Organic solvents contained in the organic developer include ketone solvents such as 2-hexanone and 2-heptanone; glycol ether ester solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; ester solvents such as butyl acetate; glycols such as propylene glycol monomethyl ether Examples include ether solvents; amide solvents such as N, N-dimethylacetamide; aromatic hydrocarbon solvents such as anisole.
In the organic developer, the content of the organic solvent is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, and still more preferably only the organic solvent.
Among them, the organic developer is preferably a developer containing butyl acetate and / or 2-heptanone. In the organic developer, the total content of butyl acetate and 2-heptanone is preferably 50% by mass to 100% by mass, more preferably 90% by mass to 100% by mass, and substantially butyl acetate and / or 2 -More preferred is heptanone alone.
The organic developer may contain a surfactant. The organic developer may contain a trace amount of water.
At the time of development, the development may be stopped by substituting a solvent of a different type from the organic developer.
現像後のレジストパターンをリンス液で洗浄することが好ましい。リンス液としては、レジストパターンを溶解しないものであれば特に制限はなく、一般的な有機溶剤を含む溶液を使用することができ、好ましくはアルコール溶剤又はエステル溶剤である。
洗浄後は、基板及びパターン上に残ったリンス液を除去することが好ましい。
It is preferable to wash the developed resist pattern with a rinse solution. The rinsing liquid is not particularly limited as long as it does not dissolve the resist pattern, and a solution containing a general organic solvent can be used, and an alcohol solvent or an ester solvent is preferable.
After the cleaning, it is preferable to remove the rinse solution remaining on the substrate and the 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、本レジスト組成物の効果により、優れたラインエッジラフネスでレジストパターンを製造することができる。 According to the resist pattern manufacturing method including the steps (1) to (5) as described above, a resist pattern can be manufactured with excellent line edge roughness due to the effect of the present resist composition.
<用途>
本レジスト組成物は、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、電子線(EB)照射用のレジスト組成物又はEUV露光機用のレジスト組成物として好適であり、半導体の微細加工に利用できる。
<Application>
This resist composition is suitable as a resist composition for KrF excimer laser exposure, a resist composition for ArF excimer laser exposure, a resist composition for electron beam (EB) irradiation, or a resist composition for an EUV exposure machine. It can be used for fine processing of semiconductors.
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、カラムは”TSKgel Multipore HXL−M”3本、溶媒はテトラヒドロフラン)により求めた値である。
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + 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 obtained by gel permeation chromatography (HLC-8120GPC, manufactured by Tosoh Corporation, three columns are “TSKgel Multipore HXL-M”, and the solvent is tetrahydrofuran) using polystyrene as a standard product.
Column: TSKgel Multipore H XL -M x 3 + 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)
化合物の構造は、質量分析(LCはAgilent製1100型、MASSはAgilent製LC/MSD型)を用い、分子ピークを測定することで確認した。以下の実施例ではこの分子ピークの値を「MASS」で示す。 The structure of the compound was confirmed by measuring the molecular peak using mass spectrometry (LC is model 1100 manufactured by Agilent, and MASS is LC / MSD manufactured by Agilent). In the following examples, the value of this molecular peak is indicated by “MASS”.
実施例1[式(I−1)で表される塩の合成]
式(I−1−a)で表される化合物19.42部及びアセトニトリル100部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、式(I−1−b)で表される化合物16.22部を添加し、60℃程度まで昇温した後、同温度で2時間攪拌し、式(I−1−c)で表される化合物を含む溶液を得た。
式(I−1−d)で表される化合物4.54部及びアセトニトリル20部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、先に得られた式(I−1−c)で表される化合物を含む溶液を、40℃で滴下した後、40℃で18時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム500部及び2%シュウ酸水溶液200部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。得られた有機層に、イオン交換水200部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。この水洗操作をさらに5回繰り返した。回収された有機層を濃縮した後、以下の条件でカラム(シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製 展開溶媒:酢酸エチル)分取することにより、式(I−1−e)で表される化合物2.66部を得た。
式(I−1−f)で表される塩1.00部及びクロロホルム10.00部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、式(I−1−b)で表される化合物0.41部を添加し、70℃程度まで昇温した後、同温度で2時間攪拌し、式(I−1−g)で表される化合物を含む溶液を得た。得られた式(I−1−g)で表される化合物を含む溶液に、23℃で、式(I−1−e)で表される化合物1.48部及びクロロホルム5.00部の混合溶液を滴下した後、23℃で18時間攪拌した。得られた反応物に、2%シュウ酸水溶液15部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。得られた有機層に、イオン交換水10部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。この水洗操作をさらに5回繰り返した。回収された有機層に活性炭1.00部を加えて攪拌し、ろ過した。回収されたろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル30部を加えて攪拌した後、ろ過することにより、式(I−1)で表される塩0.88部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 821.3
Example 1 [Synthesis of a salt represented by the formula (I-1)]
19.42 parts of a compound represented by the formula (I-1-a) and 100 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 16.22 parts of the compound represented by the formula (I-1-b) was added, and the temperature was raised to about 60 ° C., followed by stirring at the same temperature for 2 hours, and represented by the formula (I-1-c). A solution containing the compound to be obtained was obtained.
4.54 parts of the compound represented by the formula (I-1-d) and 20 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Then, after dripping the solution containing the compound represented by the formula (I-1-c) obtained previously at 40 ° C., the solution was stirred at 40 ° C. for 18 hours. To the obtained reaction product, 500 parts of chloroform and 200 parts of 2% oxalic acid aqueous solution were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. To the obtained organic layer, 200 parts of ion-exchanged water was added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. This washing operation was further repeated 5 times. After the collected organic layer is concentrated, a compound represented by the formula (I-1-e) is obtained by fractionating a column (silica gel 60-200 mesh; developed solvent: ethyl acetate) by the following conditions. 2.66 parts were obtained.
1.00 parts of a salt represented by the formula (I-1-f) and 10.00 parts of chloroform were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.41 part of a compound represented by the formula (I-1-b) was added, and the temperature was raised to about 70 ° C., followed by stirring at the same temperature for 2 hours, and represented by the formula (I-1-g). A solution containing the compound to be obtained was obtained. The solution containing the compound represented by the formula (I-1-g) thus obtained was mixed with 1.48 parts of the compound represented by the formula (I-1-e) and 5.00 parts of chloroform at 23 ° C. After the solution was added dropwise, the mixture was stirred at 23 ° C. for 18 hours. To the obtained reaction product, 15 parts of a 2% aqueous oxalic acid solution was added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. To the obtained organic layer, 10 parts of ion-exchanged water was added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. This washing operation was further repeated 5 times. To the collected organic layer, 1.00 part of activated carbon was added, stirred and filtered. After the collected filtrate was concentrated, 10 parts of acetonitrile was added to the obtained concentrate to dissolve it, concentrated, 10 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 30 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, followed by filtration to obtain 0.88 parts of the salt represented by the formula (I-1).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 821.3
実施例2[式(I−2)で表される塩の合成]
式(I−2−a)で表される化合物19.42部及びアセトニトリル100部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、式(I−2−b)で表される化合物16.22部を添加し、60℃程度まで昇温した後、同温度で2時間攪拌し、式(I−2−c)で表される化合物を含む溶液を得た。
式(I−2−d)で表される化合物5.00部及びアセトニトリル20部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、先に得られた式(I−1−c)で表される化合物を含む溶液を、40℃で滴下した後、40℃で18時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム500部及び2%シュウ酸水溶液200部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。得られた有機層に、イオン交換水200部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。この水洗操作をさらに5回繰り返した。回収された有機層を濃縮した後、以下の条件でカラム(シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製 展開溶媒:メタノール/クロロホルム=1/1)分取することにより、式(I−2−e)で表される化合物12.24部を得た。
式(I−2−e)で表される化合物6.79部及びアセトニトリル20部を仕込み、40℃で30分間攪拌した。その後、式(I−2−b)で表される化合物1.62部を添加し、60℃程度まで昇温した後、同温度で2時間攪拌し、式(I−2−f)で表される化合物を含む溶液を得た。
クロロホルム13.50部に、0℃で、水素化アルミニウムリチウム0.34部を少しずつ添加した。次いで、式(I−2−g)で表される塩4.50部及びクロロホルム13.50部の混合溶液を滴下し、23℃で18時間攪拌した。その後、得られた反応マスに、6N塩酸5.00部を滴下攪拌後、ろ過した。回収されたろ液を濃縮した後、回収された残渣に、アセトニトリル15部を添加し、23℃で30分間攪拌することにより、式(I−2−h)で表される化合物を含む溶液を得た。
式(I−2−h)で表される化合物を含む溶液に、先に得られた式(I−2−c)で表される化合物を含む溶液を滴下した後、23℃で18時間攪拌した。得られた反応物に、クロロホルム50部及びイオン交換水20部を加え、23℃で30分間攪拌した。その後、静置し、分液して有機層を得た。この水洗操作をさらに5回繰り返した。回収された有機層に活性炭1.00部を加えて攪拌し、ろ過した。回収されたろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル20部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル30部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル30部を加えて攪拌した後、ろ過することにより、式(I−2)で表される塩4.98部を得た。
MASS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MASS(ESI(−)Spectrum):M− 821.3
Example 2 [Synthesis of a salt represented by the formula (I-2)]
19.42 parts of a compound represented by the formula (I-2-a) and 100 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 16.22 parts of the compound represented by the formula (I-2-b) was added, and the temperature was raised to about 60 ° C., followed by stirring at the same temperature for 2 hours, and represented by the formula (I-2-c). A solution containing the compound to be obtained was obtained.
5.00 parts of a compound represented by the formula (I-2-d) and 20 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Then, after dripping the solution containing the compound represented by the formula (I-1-c) obtained previously at 40 ° C., the solution was stirred at 40 ° C. for 18 hours. To the obtained reaction product, 500 parts of chloroform and 200 parts of 2% oxalic acid aqueous solution were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. To the obtained organic layer, 200 parts of ion-exchanged water was added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. This washing operation was further repeated 5 times. After concentrating the collected organic layer, a column (silica gel 60-200 mesh; developed solvent: Merck / Chloroform = 1/1) was collected under the following conditions to obtain the formula (I-2-e) 12.24 parts of a compound represented by the formula:
6.79 parts of a compound represented by the formula (I-2-e) and 20 parts of acetonitrile were charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 1.62 parts of a compound represented by the formula (I-2-b) was added, the temperature was raised to about 60 ° C., and the mixture was stirred at the same temperature for 2 hours, and represented by the formula (I-2-f) A solution containing the compound to be obtained was obtained.
To 13.50 parts of chloroform, 0.34 parts of lithium aluminum hydride was added little by little at 0 ° C. Subsequently, a mixed solution of 4.50 parts of the salt represented by the formula (I-2-g) and 13.50 parts of chloroform was dropped, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 18 hours. Thereafter, 5.00 parts of 6N hydrochloric acid was added dropwise to the resulting reaction mass, followed by filtration. After concentrating the collected filtrate, 15 parts of acetonitrile is added to the collected residue and stirred at 23 ° C. for 30 minutes to obtain a solution containing the compound represented by formula (I-2-h). It was.
The solution containing the compound represented by the formula (I-2-c) obtained previously was added dropwise to the solution containing the compound represented by the formula (I-2-h), followed by stirring at 23 ° C. for 18 hours. did. To the obtained reaction product, 50 parts of chloroform and 20 parts of ion-exchanged water were added and stirred at 23 ° C. for 30 minutes. Then, it left still and liquid-separated and obtained the organic layer. This washing operation was further repeated 5 times. To the collected organic layer, 1.00 part of activated carbon was added, stirred and filtered. After the collected filtrate was concentrated, 20 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 30 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 30 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, followed by filtration to obtain 4.98 parts of the salt represented by the formula (I-2).
MASS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MASS (ESI (−) Spectrum): M - 821.3
実施例3[式(I−13)で表される塩の合成]
式(I−13−a)で表される塩を、特開2008−127367号公報に記載された方法で合成した。式(I−13−a)で表される塩5.00部及びアセトニトリル30部を仕込み、40℃で30分間攪拌し、式(I−13−b)で表される化合物2.22部を仕込み、50℃で1時間攪拌することにより、式(I−13−c)で表される化合物を含む溶液を得た。
Example 3 [Synthesis of a salt represented by the formula (I-13)]
The salt represented by the formula (I-13-a) was synthesized by the method described in JP-A-2008-127367. 5.00 parts of a salt represented by the formula (I-13-a) and 30 parts of acetonitrile are charged and stirred at 40 ° C. for 30 minutes to obtain 2.22 parts of a compound represented by the formula (I-13-b). The solution containing the compound represented by the formula (I-13-c) was obtained by charging and stirring at 50 ° C. for 1 hour.
得られた式(I−13−c)で表される化合物を含む溶液に、式(I−13−d)で表される化合物2.74部を仕込み、23℃で1時間攪拌した。得られた反応マスに、クロロホルム50部及びイオン交換水25部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を5回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル30部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル20部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式(I−13−e)で表される塩6.22部を得た。 To the obtained solution containing the compound represented by the formula (I-13-c), 2.74 parts of the compound represented by the formula (I-13-d) was charged and stirred at 23 ° C. for 1 hour. Into the obtained reaction mass, 50 parts of chloroform and 25 parts of ion-exchanged water were added and stirred and separated. Water washing was performed 5 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and filtered. After the filtrate was concentrated, 30 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve it, concentrated, 20 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 20 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 6.22 parts of the salt represented by the formula (I-13-e).
式(I−13−e)で表される塩1.00部、クロロホルム10部並びに1N塩酸水溶液2.65部及びメタノール2.65部の混合溶液を仕込み、23℃で15時間撹拌した。その後、1N炭酸水素ナトリウム水溶液10部を仕込み、攪拌後、分液した。回収された有機層に、イオン交換水10部を仕込み、攪拌後、分液した。この水洗を3回行った。回収された有機層に活性炭1.00部を添加、攪拌後、濾過して濾液を回収し、該濾液を濃縮することにより、式(I−13−f)で表される塩0.75部を得た。 A mixed solution of 1.00 parts of the salt represented by the formula (I-13-e), 10 parts of chloroform, 2.65 parts of 1N hydrochloric acid aqueous solution and 2.65 parts of methanol was charged and stirred at 23 ° C. for 15 hours. Thereafter, 10 parts of a 1N aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added, and the mixture was stirred and separated. To the recovered organic layer, 10 parts of ion-exchanged water was added, and after stirring, the liquid was separated. This washing with water was performed three times. 1.00 part of activated carbon is added to the collected organic layer, stirred and then filtered to collect the filtrate, and the filtrate is concentrated to obtain 0.75 part of the salt represented by the formula (I-13-f). Got.
式(I−13−f)で表される塩0.48部及びアセトニトリル10部を仕込み、40℃で30分間攪拌し、式(I−13−b)で表される化合物0.15部を仕込み、50℃で1時間攪拌することにより、式(I−13−g)で表される塩を含む溶液を得た。 0.48 part of a salt represented by the formula (I-13-f) and 10 parts of acetonitrile were charged, stirred at 40 ° C. for 30 minutes, and 0.15 part of a compound represented by the formula (I-13-b) was added. The solution containing the salt represented by the formula (I-13-g) was obtained by charging and stirring at 50 ° C. for 1 hour.
得られた式(I−13−g)で表される塩を含む溶液に、式(I−1−e)で表される化合物0.52部を仕込み、23℃で1時間攪拌した。得られた反応マスに、クロロホルム50部及びイオン交換水20部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を5回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮した後、得られた濃縮物に、アセトニトリル30部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル30部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル30部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮することにより、式(I−13)で表される塩0.88部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M+ 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M− 999.4
In a solution containing the salt represented by the formula (I-13-g) thus obtained, 0.52 part of the compound represented by the formula (I-1-e) was charged and stirred at 23 ° C. for 1 hour. To the obtained reaction mass, 50 parts of chloroform and 20 parts of ion-exchanged water were added, and the mixture was stirred and separated. Water washing was performed 5 times. The obtained organic layer was charged with 1.00 parts of activated carbon, stirred at 23 ° C. for 30 minutes, and filtered. After concentrating the filtrate, 30 parts of acetonitrile was added to the resulting concentrate to dissolve, concentrated, 30 parts of ethyl acetate was added and stirred, and the supernatant was removed. To the obtained residue, 30 parts of tert-butyl methyl ether was added and stirred, and the supernatant was removed. The obtained residue was dissolved in chloroform and concentrated to obtain 0.88 parts of the salt represented by the formula (I-13).
MS (ESI (+) Spectrum): M + 263.1
MS (ESI (-) Spectrum): M - 999.4
樹脂(A)の合成
樹脂(A)の合成に使用した化合物を下記に示す。
以下、これらの化合物をその式番号に応じて、「モノマー(a1−1−2)」などという。
Synthesis of Resin (A) The compounds used for the synthesis of resin (A) are shown below.
Hereinafter, these compounds are referred to as “monomer (a1-1-2)” or the like according to the formula number.
合成例1〔樹脂A1の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−2−3)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−2−3):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1))が、30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.2×103の共重合体A1を収率78%で得た。この樹脂A1は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 1 [Synthesis of Resin A1]
As the monomer, using monomer (a1-1-2), monomer (a1-2-3), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3) and monomer (a3-1-1), The molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a1-2-3): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1-1)) , 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.2. A copolymer A1 of × 10 3 was obtained with a yield of 78%. This resin A1 has the following structural units.
合成例2〔樹脂A2の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−2)、モノマー(a1−5−1)、モノマー(a2−1−1)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比(モノマー(a1−1−2):モノマー(a1−5−1):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1))が、30:14:6:20:30となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、1mol%及び3mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量7.2×103の共重合体A2を収率78%で得た。この樹脂A2は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 2 [Synthesis of Resin A2]
As the monomer, using monomer (a1-1-2), monomer (a1-5-1), monomer (a2-1-1), monomer (a3-2-3) and monomer (a3-1-1), The molar ratio (monomer (a1-1-2): monomer (a1-5-1): monomer (a2-1-1): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1-1))) , 30: 14: 6: 20: 30, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to make a solution. To this solution, 1 mol% and 3 mol% of azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the total monomer amount, respectively, and these were heated at 75 ° C. for about 5 hours. did. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The obtained resin was again dissolved in dioxane, and the resulting solution was poured into a methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, followed by two reprecipitation operations of filtering the resin, and a weight average molecular weight of 7.2. A copolymer A2 of × 10 3 was obtained with a yield of 78%. This resin A2 has the following structural units.
合成例3:〔樹脂A3の合成〕
モノマー(1−1−2)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−1−1)を、そのモル比〔モノマー(1−1−2):モノマー(a2−1−1):モノマー(a3−1−1)〕が、50:25:25となるように混合し、さらに、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを混合した。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを80℃で約8時間加熱することで重合を行った。その後、重合反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(質量比メタノール:水=4:1)に注いで、樹脂を沈殿させた。この樹脂をろ過・回収した。再度、得られた樹脂を、ジオキサンに溶解させ、大量のメタノールと水との混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、沈殿した樹脂をろ過・回収するという操作を3回行うことにより再沈殿精製し、重量平均分子量が約9.2×103である共重合体を収率60%で得た。この共重合体は、モノマー(1−1−2)、モノマー(a2−1−1)及びモノマー(a3−1−1)に各々由来する、以下の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂A3とする。
Synthesis Example 3: [Synthesis of Resin A3]
Monomer (1-1-2), monomer (a2-1-1) and monomer (a3-1-1) are mixed in a molar ratio [monomer (1-1-2): monomer (a2-1-1): Monomer (a3-1-1)] was mixed so as to be 50:25:25, and 1.5 mass times dioxane was further mixed with respect to the total mass of all monomers. To the obtained mixture, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were added as initiators in proportions of 1 mol% and 3 mol%, respectively, with respect to the total number of moles of all monomers. Then, this was heated at 80 ° C. for about 8 hours to carry out polymerization. Thereafter, the polymerization reaction solution was poured into a large amount of a mixed solvent of methanol and water (mass ratio methanol: water = 4: 1) to precipitate the resin. This resin was filtered and collected. Again, the obtained resin is dissolved in dioxane, poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and the precipitated resin is filtered and recovered three times for reprecipitation purification. A copolymer having a weight average molecular weight of about 9.2 × 10 3 was obtained in a yield of 60%. This copolymer has structural units derived from the following monomers derived from the monomer (1-1-2), the monomer (a2-1-1) and the monomer (a3-1-1), respectively. Yes, this is resin A3.
合成例4〔樹脂A4の合成〕
モノマーとして、モノマー(a4−1−7)を用い、全モノマー量の1.5質量倍のジオキサンを加えて溶液とした。当該溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.7mol%及び2.1mol%添加し、これらを75℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過した。かくして得られた樹脂を再び、ジオキサンに溶解させて得られる溶解液をメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過するという再沈殿操作を2回行い、重量平均分子量1.8×104の樹脂A4(共重合体)を収率77%で得た。この樹脂A4は、以下の構造単位を有するものである。
Synthesis Example 4 [Synthesis of Resin A4]
Monomer (a4-1-7) was used as a monomer, and 1.5 mass times dioxane of the total monomer amount was added to prepare a solution. Azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added to the solution in an amount of 0.7 mol% and 2.1 mol%, respectively, with respect to the total monomer amount, and these were added at 75 ° C. Heated for about 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / water mixed solvent to precipitate the resin, and this resin was filtered. The resin thus obtained was dissolved again in dioxane, and the solution obtained by pouring the solution into a methanol / water mixed solvent was precipitated twice, and the resin was filtered twice to perform the reprecipitation operation twice. 8 × 10 4 resin A4 (copolymer) was obtained with a yield of 77%. This resin A4 has the following structural units.
合成例5〔樹脂A5の合成〕
モノマーとして、モノマー(a1−1−3)、モノマー(a1−2−9)、モノマー(a2−1−3)、モノマー(a3−2−3)及びモノマー(a3−1−1)を用い、そのモル比〔モノマー(a1−1−3):モノマー(a1−2−9):モノマー(a2−1−3):モノマー(a3−2−3):モノマー(a3−1−1)〕が45:14:2.5:22:16.5となるように混合し、全モノマー量の1.5質量倍のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル及びアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して各々、0.95mol%及び2.85mol%添加し、これらを73℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/イオン交換水=4/1の混合用液に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量7.8×103の樹脂A5(共重合体)を収率73%で得た。この樹脂A5は、以下の構造単位を有するものであり、酢酸ブチルに可溶なものであった。
Synthesis Example 5 [Synthesis of Resin A5]
As the monomer, using monomer (a1-1-3), monomer (a1-2-9), monomer (a2-1-3), monomer (a3-2-3) and monomer (a3-1-1), The molar ratio [monomer (a1-1-3): monomer (a1-2-9): monomer (a2-1-3): monomer (a3-2-3): monomer (a3-1-1)] It mixed so that it might become 45: 14: 2.5: 22: 16.5, and 1.5 mass times propylene glycol monomethyl ether acetate of the total monomer amount was added, and it was set as the solution. To this solution, azobisisobutyronitrile and azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) as initiators were added in an amount of 0.95 mol% and 2.85 mol%, respectively, based on the total monomer amount, and these were added at 73 ° C. Heated for about 5 hours. The obtained reaction mixture was poured into a large amount of methanol / ion-exchanged water = 4/1 mixing solution to precipitate the resin, and the resin was filtered to obtain a resin A5 having a weight average molecular weight of 7.8 × 10 3 (co-polymer). Polymer) with a yield of 73%. This resin A5 had the following structural units and was soluble in butyl acetate.
実施例4〜15、比較例1
<レジスト組成物の調製>
表7に示す各成分と下記溶剤とを混合、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 4 to 15 and Comparative Example 1
<Preparation of resist composition>
Each component shown in Table 7 and the following solvent 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>
I−1:式(I−1)で表される塩
I−2:式(I−2)で表される塩
I−13:式(I−13)で表される塩
酸発生剤Z1:
<Acid generator>
I-1: salt represented by formula (I-1)
I-2: salt represented by formula (I-2)
I-13: salt represented by formula (I-13)
Acid generator Z1:
<樹脂>
A1:樹脂A1
A2:樹脂A2
A3:樹脂A3
A4:樹脂A4
A5:樹脂A5
<塩基性化合物:クエンチャー>
C1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<Resin>
A1: Resin A1
A2: Resin A2
A3: Resin A3
A4: Resin A4
A5: Resin A5
<Basic compound: Quencher>
C1: 2,6-Diisopropylaniline
<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 265.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
2−ヘプタノン 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
<Solvent>
Propylene glycol monomethyl ether acetate 265.0 parts Propylene glycol monomethyl ether 20.0 parts 2-heptanone 20.0 parts γ-butyrolactone 3.5 parts
<レジスト組成物の液浸露光後のアルカリ水溶液現像評価>
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表7の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト組成物膜を形成したウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光]を用いて、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液浸露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表7の「PEB」欄に記載された温度で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質量%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い、レジストパターンを得た。
<Evaluation of alkaline aqueous solution development after immersion exposure of resist composition>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. Subsequently, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm.
The obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 7. Using the ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light] on the wafer on which the resist composition film is formed in this manner, the exposure amount is stepwise. The line and space pattern was subjected to immersion exposure. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After the exposure, post exposure bake (PEB) was performed for 60 seconds on the hot plate at the temperature described in the “PEB” column of Table 7, and further with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds. Paddle development was performed to obtain a resist pattern.
得られたレジストパターンにおいて、50nm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を実効感度とした。 In the obtained resist pattern, the exposure amount at which the 50 nm line and space pattern becomes an exposure amount of 1: 1 was defined as the effective sensitivity.
<フォーカスマージン評価(DOF)>
実効感度において、フォーカスを段階的に変化させてレジストパターンを形成し、得られたレジストパターンの線幅が50nm±5%(47.5〜52.5nm)となるフォーカス範囲をDOFとした。結果を表8に示す。DOFの値が大きいほど、得られたレジストパターンはフォーカスマージンに優れているといえる。
<Focus margin evaluation (DOF)>
In the effective sensitivity, the resist pattern was formed by changing the focus stepwise, and the focus range where the line width of the obtained resist pattern was 50 nm ± 5% (47.5 to 52.5 nm) was defined as DOF. The results are shown in Table 8. It can be said that the larger the DOF value is, the better the resist pattern is in the focus margin.
<レジスト組成物の液浸露光後の有機溶剤現像評価>
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥(プリベーク)後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、表7の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。こうしてレジスト組成物膜を形成したウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏光]を用いて、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液浸露光した。なお、液浸媒体としては超純水を使用した。
露光後、ホットプレート上にて、表7の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さらに酢酸ブチルで30秒間のパドル現像を行い、レジストパターンを得た。
<Development evaluation of organic solvent after immersion exposure of resist composition>
An organic antireflective coating composition [ARC-29; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.] was applied onto a 12-inch silicon wafer and baked at 205 ° C. for 60 seconds to obtain a thickness of 78 nm. An organic antireflection film was formed. Subsequently, the resist composition was spin-coated on the organic antireflection film so that the film thickness after drying (pre-baking) was 85 nm.
The obtained silicon wafer was pre-baked (PB) for 60 seconds on a direct hot plate at the temperature described in the “PB” column of Table 7. Using the ArF excimer stepper for immersion exposure [XT: 1900Gi; manufactured by ASML, NA = 1.35, 3/4 Annular XY polarized light] on the wafer on which the resist composition film is formed in this manner, the exposure amount is stepwise. The line and space pattern was subjected to immersion exposure. Note that ultrapure water was used as the immersion medium.
After exposure, post-exposure baking (PEB) is performed for 60 seconds at a temperature described in the “PEB” column of Table 7, and then paddle development is performed for 30 seconds with butyl acetate to obtain a resist pattern. It was.
得られたレジストパターンにおいて、50nm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を実効感度とした。 In the obtained resist pattern, the exposure amount at which the 50 nm line and space pattern becomes an exposure amount of 1: 1 was defined as the effective sensitivity.
<フォーカスマージン評価(DOF)>
実効感度において、フォーカスを段階的に変化させてレジストパターンを形成し、得られたレジストパターンの線幅が50nm±5%(47.5〜52.5nm)となるフォーカス範囲をDOFとした。結果を表9に示す。DOFの値が大きいほど、得られたレジストパターンはフォーカスマージンに優れているといえる。
<Focus margin evaluation (DOF)>
In the effective sensitivity, the resist pattern was formed by changing the focus stepwise, and the focus range where the line width of the obtained resist pattern was 50 nm ± 5% (47.5 to 52.5 nm) was defined as DOF. The results are shown in Table 9. It can be said that the larger the DOF value is, the better the resist pattern is in the focus margin.
本発明の塩を酸発生剤として含有するレジスト組成物を用いれば、優れたフォーカスマージン(DOF)でレジストパターンを製造することができる。 If a resist composition containing the salt of the present invention as an acid generator is used, a resist pattern can be produced with an excellent focus margin (DOF).
Claims (6)
[式(I)中、
Q1及びQ2は、同一又は相異なり、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。
Z+は、有機カチオンを表す。
−L1−(R1)3で示される基が、式(L1−1)又は式(L1−2)で表される基を表す。
R1は、1価の炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、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に置き換わっていてもよく、該脂環式炭化水素基を構成するメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、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。
複数存在するR1は、同一であっても異なっていてもよい。
X0は、置換基を有していてもよい炭素数1〜18の2価の飽和炭化水素基を表し、該2価の飽和炭化水素基に含まれる水素原子はフッ素原子又はヒドロキシ基に置き換わっていてもよく、該2価の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。
*は、C(Q1)(Q2)の炭素原子との結合手を表す。] A salt represented by the formula (I).
[In the formula (I),
Q 1 and Q 2 are the same or different and represent a fluorine atom or a C 1-6 perfluoroalkyl group.
Z + represents an organic cation.
-L 1 - group represented by (R 1) 3 is a group represented by the formula (L 1 -1) or formula (L 1 -2).
R 1 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 36 carbon atoms, and a hydrogen atom contained in the alicyclic hydrocarbon group may be replaced by a hydroxy group, and the alicyclic hydrocarbon The methylene group constituting the group may be replaced with an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group or a carbonyl group.
A plurality of R 1 may be the same or different.
X 0 represents a divalent saturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, a hydrogen atom contained in the saturated hydrocarbon group of the divalent is replaced by fluorine atom or a hydroxyl group even if well, methylene group constituting the divalent saturated hydrocarbon group may be replaced by an oxygen atom or a carbonyl group.
* Represents a bond with the carbon atom of C (Q 1 ) (Q 2 ). ]
(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 4 or 5 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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